Протеом мочи пожарных укажет на ранние стадии онкогенеза

Пожарные регулярно подвергаются воздействию сложных смесей токсичных веществ, содержащихся в дыме, и все больше данных подтверждает онкогенность этих веществ — риск развития рака у пожарных повышен. Исследователи из США и Китая использовали протеомное профилирование, чтобы обнаружить ранние изменения, связанные с этим профессиональным риском. Результаты опубликованы в журнале Environment & Health.

Авторы статьи проанализировали протеомы 42 образцов сыворотки и 50 образцов мочи, собранных у пожарных в начале исследования и в течение 24 часов после тушения пожара. В исследовании участвовало 30 человек (28 мужчин и две женщины). Из образцов выделили белки, провели расщепление трипсином и подготовили пептиды для анализа методом жидкостной хроматографии с тандемной масс-спектрометрией (LC-MS/MS).

Ранее авторы уже исследовали протеом мочи пожарных и выявили существенные изменения, в том числе и связанные с белками онкогенных сигнальных путей. Однако протеом сыворотки крови более прямо отражает системные реакции, поэтому было интересно проанализировать парные образцы сыворотки и крови одного и того же человека.

Авторы идентифицировали и количественно определили 330 групп белков в сыворотке и 1085 — в моче. Анализ полученных данных показал, что воздействие дыма существенно изменило протеомы в обеих биологических жидкостях. Изменились как протеомные профили в целом, так и концентрации отдельных белков, при этом протеом мочи изменился сильнее (выросли или снизились концентрации 75 белков, а в сыворотке крови — только 10).

Белки, затронутые изменениями как минимум в 70% образцов, включили в анализ обогащения по Gene Ontology (GO) и сигнальным путям. Оказалось, что белки, концентрация которых повышалась после воздействия дыма, участвуют в сигнальных путях, связанных с заболеваниями, включая мелкоклеточный рак легких и рак почек, а также сердечно-сосудистые заболевания.

В итоге авторы выбрали около десятка белков, потенциально связанных с ранними канцерогенными процессами, экспрессия которых изменялась у пожарных (преимущественно в образцах мочи). Среди них белки ремоделирования внеклеточного матрикса (COL4A5, LAMA4, LAMC1), детоксифицирующий фермент — маркер раковых стволовых клеток ALDH1A1, фактор Виллебранда VWF, ассоциированный с распространением опухолевых клеток, B2M, участвующий в распознавании опухолевых антигенов иммунной системой, и гамма-цепь фибриногена FGG — маркер почечного фиброза, также ассоциированный с онкозаболеваниями. Авторы предполагают, что повышенная экспрессия этих белков может быть ранним индикатором связанных с раком биологических изменений у пожарных.

Таким образом, анализ протеома мочи позволяет обнаруживать острые эффекты воздействия дыма, в то время как сыворотка предоставляет дополнительную системную информацию, например, о воспалительных и эндотелиальных маркерах. Протеомный анализ обеих биологических жидкостей может улучшить раннее выявление и профилактику онкозаболеваний у пожарных.

Хроническое воспаление повышает риск рака через «эпигенетическую память»