Análisis proteómico de líquido sinovial para la búsqueda de biomarcadores de severidad en la artrosis

Abstract

[Resumen]: La osteoartritis (OA) es caracterizada por la degradación progresiva del cartílago articular, cambios en el hueso subcondral acompañados de una alteración en la membrana sinovial; involucra las articulaciones móviles el cual limita la movilidad de ellas. Se reconoce como una enfermedad multifactorial donde distintas causas son capaces de generar y perpetuar el daño sobre el cartílago articular. Una de las limitaciones que presenta el diagnóstico de OA es que se realiza cuando el paciente tiene un daño articular considerable. Como resultado de dicha degradación se liberan fragmentos de estas macromoléculas al líquido sinovial. La determinación de los niveles de estos fragmentos, llamados biomarcadores, podría ser útil con objeto de estandarizar su empleo como procedimiento diagnóstico y pronóstico en la enfermedad degenerativa articular. El uso de biomarcadores como diagnóstico temprano de la enfermedad, sería de gran importancia por su abordaje en la enfermedad antes del comienzo de la sintomatología, evaluación de la progresión y pronóstico. Los biomarcadores se pueden obtener de fluidos corporales en cualquier etapa de la enfermedad para su estudio. Una caracterización molecular detallada del líquido sinovial podría identificar proteínas asociadas con la patogénesis, que se pueden desarrollar como biomarcadores para la evaluación de la enfermedad en etapas tempranas y su progresión. La aplicación de técnicas proteómicas para la búsqueda de nuevos biomarcadores pretende generar información de valor clínico acerca de la susceptibilidad, diagnóstico, pronóstico y terapia. La búsqueda e identificación de los biomarcadores en este trabajo se realiza en base a metodologías proteómicas por medio de espectrometría de masas. Se analizaron 20 muestras de pacientes diagnosticados con OA y un grupo control de líquido sinovial realizando un análisis proteómico utilizando cromatografía liquida acoplada a un espectrómetro de masas de alta resolución timsTOF Pro para la identificación y cuantificación de proteínas. Para el análisis de los datos se ha usado el software PEAKS. Se han identificado aproximadamente un total de 765 proteínas totales y un total de 585 grupo de proteínas. Se cuantificaron 12 proteínas en las muestras de líquido sinovial comparando los grados de OA con controles sanos utilizando un test de ANOVA (p<0.05). Se han encontrado 3 proteínas las cuales fueron comparadas con estudios previos para analizar su comportamiento como posibles biomarcadores en OA.

[Abstract]: Osteoarthritis (OA) is characterized by the progressive degradation of articular cartilage, changes in the subchondral bone accompanied by an alteration in the synovial membrane; it involves the mobile joints, which limits their mobility. It is recognized as a multifactorial disease where different causes are capable of generating and perpetuating damage to the articular cartilage. One of the limitations with the diagnosis of OA, is that it is performed when the patient has considerable joint damage. The result of the degradation releases fragments of macromolecules to the synovial fluid. The determination of the levels of these fragments, called biomarkers, could be useful in order to standardize their use as a OA diagnostic and prognostic procedure in degenerative joint disease. The use of biomarkers as an early diagnosis of the disease would be as an important due to its approach to the disease before the onset of symptoms, progression and prognosis. Biomarkers can be obtained for their study from body fluids at any stage of the disease. The application of proteomic techniques to search for new biomarkers aims to generate information of clinical value about susceptibility, diagnosis, prognosis and therapy. In this study the search and identification of biomarkers is carried based on proteomic methodologies by means of mass spectrometry. 20 samples of synovial fluid from patients diagnosed with OA and a control group were analyzed performing a proteomic analysis using liquid chromatography coupled to a timsTOF Pro high-resolution mass spectrometer for the identification and quantification of proteins. For data analysis, PEAKS software has been used, approximately a total of 765 total proteins and a total of 585 group of proteins have been identified. Twelve proteins were quantified in the synovial fluid samples comparing the degrees of OA with healthy controls using an ANOVA test (p <0.05). Three proteins have been found as possible biomarkers in OA which were compared with previous studies to analyze their role and behavior in the disease.

[Resumo]: A osteoartrose (OA) está caracterizada pola degradación progresiva da cartilaxe articular, cambios no oso subcondral acompañados dunha alteración na membrana sinovial; involucra as articulacións móviles, limitando a movilidade das mesmas. É unha enfermidade multifactorial onde distintas causas son capaces de xerar e perpetuar o dano sobre a cartilaxe articular. Unha das limitacións que presenta a OA co diagnóstico é que realízase cando o paciente ten un dano articular considerable. O resultado de dita degradación é a liberación de fragmentos de macromoléculas ó líquido sinovial. A determinación dos niveis destos fragmentos, chamados biomarcadores, podría ser útil co obxeto de estandarizar o seu emprego como procedemento diagnóstico e pronóstico nesta enfermidade articular. O uso de biomarcadores como diagnóstico temprá da enfermidade sería de gran importancia pola sua abordaxe na enfermidade, antes do comezo da sintomatoloxía, evaluación da progresión e pronóstico. Os biomarcadores pódense obter dos fluidos corporais en cualquera etapa da enfermidade para o seu estudio. A búsqueda e identificación dos biomarcadores neste traballo realizouse en base a metodoloxías proteómicas por medio da espectrometría de masas. A aplicación de técnicas proteómicas para a búsqueda de novos biomarcadores pretende xerar información de valor clínico acerca da susceptibilidade, diagnóstico, pronóstico e terapia. Neste traballo analizáronse 20 mostras de pacientes diagnosticados con OA e un grupo control de líquido sinovial, realizando unha análise proteómica en cromatografía líquida acoplada a un espectrómetro de masas de alta resolución timsTOF Pro, para a identificación e cuantificación de proteínas. Para a análise dos datos empregouse o software PEAKS, identificáronse un total de 765 proteínas totais e un total de 585 grupos de proteínas. Cuantificáronse 12 proteínas empregando un test de ANOVA (p<0.05) nas mostras de líquido sinovial comparando os grados de OA con controis sanos. Encontráronse 3 proteínas, as cales foron comparadas con estudios previos para analizar o papel como posibles biomarcadores na OA.