Štúdium glykozylačných zmien biomarkerov kolorektálneho karcinómu pomocou glykoproteínovej microarray využívajúcej lektíny

Kolorektálny karcinóm (KRK) je tretím najčastejším typom rakoviny v rozvinutých krajinách so štvrtou najvyššou mortalitou spomedzi všetkých onkologických ochorení [1]. Príčinou vysokej mortality je oneskorená diagnóza. Ak sa však nádor zachytí včas je veľmi dobre liečiteľný. Glykozylačné zmeny asociované s onkogénou transformáciou boli prvý krát popísané pred viac ako 60-timi rokmi [2,3]. Glykány sú zahrnuté v základných molekulárnych a bunkových biologických procesoch vyskytujúcich sa v nádoroch, ako napríklad bunková signalizácia a komunikácia, disociácia a invázia nádorových buniek, interakcie bunka-matrix, angiogenéza, modulácia imunity a tvorba metastáz. Nádorové bunky predstavujú široký rozsah glykozylačných zmien v porovnaní s ich netransformovanými náprotivkami. Preto množstvo a kvalita glykozylácie, ako aj zmeny v glykánových štruktúrach môžu slúžiť ako dôležité biomarkery signalizujúce nástup a priebeh mnohých ochorení. Glykoprofilácia by tak mohla slúžiť ako nástroj pre skorú diagnostiku. Cieľom tejto práce bol vývoj, optimalizácia a aplikácia glykoproteínovej microarray využívajúcej lektíny pre glykoprofiláciu potencionálnych biomarkerov KRK súvisiacich s IGF (insuline-like growth factor) systémom a  detekcia glykozylačných zmien u pacientov s KRK. Na analýzu glykozylačného profilu sme použili glykoproteínovú microarray využívajúcu lektíny, proteíny, ktoré sú schopné špecificky a reverzibilne viazať glykány. Vzorky obsahujúce glykoproteíny boli najprv nanesené na povrch microarray čipu pomocou robotického microarray printera a následne boli imobilizované s využitím vhodnej povrchovej chémie, pričom po imobilizácii sa zablokovali neobsadené aktívne skupiny na povrchu čipu. Detekcia glykánových štruktúr bola založená na biorozpoznávaní pomocou lektínov, ktoré špecificky interagujú s glykánovými štruktúrami [4]. Po inkubácii pripaveného biočipu s biotinylovanými lektínmi, a v ďalšom kroku s konjugátom stretavidín – fluorofór, bola detegovaná intenzita signálu pre jednotlivé vzorky pomocou microarray skeneru. Glykoproteínovú microarray využívajúcu lektíny sme použili na sledovanie glykozylačných zmien potencionálnych biomarkerov vo vzorkách proteínov IGF systému, IGFBP-3 (IGF-binding protein 3), IGF 1R (IGF 1 receptor) a IGF 2R (IGF 2 receptor). Vzorky boli izolované zo: (i) sér pacientov s KRK a zdravých jedincov, (ii) cytozolovej frakcie získanej z nádorového a zdravého črevného tkaniva pacientov s KRK a (iii) frakcie membránových proteínov získanej z nádorového a zdravého črevného tkaniva pacientov s  KRK.