Caracterización proteómica del plasma de pacientes con Esclerosis Lateral Amiotrófica

Abstract

"Resumen La esclerosis lateral amiotrófica (ELA) es una enfermedad neurodegenerativa que se caracteriza por la pérdida progresiva de neuronas motoras, conllevando a una parálisis y degeneración muscular progresiva. Actualmente la ELA se ha posicionado como la tercera enfermedad neurodegenerativa más frecuente en el mundo. El diagnóstico de ELA se realiza por las características clínicas, electromiografía, neuroimagen y genética. Sin embargo, no existen moléculas indicadoras que permitan realizar un diagnóstico asertivo y presintomático de la enfermedad. Aunado a esto, la toma de muestras implica generalmente técnicas con alto grado de invasión (como biopsias de músculo y punciones lumbares). Por lo que el abordaje proteómico a partir de muestras con un menor grado de invasión es una opción para conocer las moléculas y los mecanismos que participan en el desarrollo de la ELA. El objetivo de este trabajo fue determinar mediante análisis proteómico la expresión diferencial de proteínas en plasmas de pacientes con ELA. Para realizar esto se analizaron 20 plasmas de pacientes con diagnóstico de ELA y 20 plasmas de individuos sanos, las muestras se analizaron por 2-DE PAGE y los spots se analizaron mediante espectrometría de masas para posteriormente ser identificados. También, se determinó la actividad proteolítica de las MMP en plasma de pacientes y controles. En el análisis proteómico se observó en promedio 37 proteínas diferencialmente expresadas, de las cuales 14 se identificaron. De estas proteínas, la serpina-1, clusterina, ankirina-1 y la proteína asociada a núcleo accumbens han sido poco caracterizadas en la ELA. Las proteínas identificadas participan en procesos como desregulación génica, neuroinflamación, activación de la glía, desregulación de la actividad proteolítica, agregación de proteínas, detoxificación celular y metabolismo de lípidos; pudiendo contribuir así en el desarrollo de la enfermedad. Además la actividad proteolítica fue significativamente mayor en los plasmas de los pacientes con ELA con respecto a individuos sanos, encontrando que a mayor actividad proteolítica, el cuadro clínico (como evolución, funcionalidad y severidad de la enfermedad) se ve afectado de igual forma. Abstract Amyotrophic lateral sclerosis (ALS) is a neurodegenerative disease characterized by a progressive loss of motor neurons, leading to progressive paralysis and muscular degeneration. ALS has become currently as the third most frequent neurodegenerative disease around the world. The diagnosis of ALS is made by clinical characteristics, electromyography, neuroimaging and genetics. However, there are no indicator molecules that allow an assertive and presymptomatic diagnostic. In addition to this, sampling usually involves high degree invasion techniques (such as muscle biopsy and lumbar puncture). Proteomic approaches from samples with a lower invasion degree are essential to know molecules and mechanisms involved in the development of ALS. The aim of this study was to determine the differential expression of proteins in plasma of ALS patients by proteomic analysis. In this study 20 plasmas from ALS patients and 20 plasmas from healthy individuals were analyzed, the samples were analyzed by 2-DE PAGE and the peptides spots were analyzed by mass spectrometry and then identified. The proteolytic activity of MMP-9 in plasma from patients and controls was also determined by zymograms and correlated with the clinical characteristics of each patient. The proteomic analysis showed 37 differentially expressed proteins of which 14 had differential expression in all the analyzed patients, these proteins were identified. Four of these 14 proteins were serpina-1, clusterin, ankyrin-1 and the nucleus accumbens-associated protein; all proteins were poorly related in ALS cases according to the literature. Identified proteins were involved in processes such as gene deregulation, neuroinflammation, glial activation, proteolytic activity deregulation, protein aggregation, cellular detoxification and lipid metabolism; allowing in this way the development and the disease progression. In addition, a significantly higher proteolytic activity was found between the plasma from ALS patients and healthy controls, which means that the high proteolytic activity will be reflected in clinical manifestations (such as evolution, functionality and severity of the disease)".