Secretome, an opportunity for early diagnosis of cancer

Nowotwór jest jedną z najbardziej śmiertelnych chorób na świecie. Wczesne wykrycie raka zwiększa szanse jego wyleczenia. Biomarkery odgrywają kluczową rolę w diagnozowaniu, prognozowaniu i monitorowaniu rozwoju choroby. Celem obecnych badań jest zidentyfikowanie biomarkerów specyficznych dla nowotworów. Obiecującym źródłem tych cząsteczek jest sekretom, który zawiera wszystkie białka uwalniane z komórek na drodze sekrecji klasycznej zależnej od N-końcowego peptydu sygnałowego i sekrecji nieklasycznej. Efektem intensywnych badań prowadzonych w ostatnich latach jest wytypowanie potencjalnych biomarkerów dla kilku typów nowotworów. Białko ADAM-17, metaloproteinaza 1 (MMP-1), tkankowy inhibitor metaloproteinazy 2 (TIMP-2), receptor dla czynnika martwicy nowotworu (TNF-R) i chemikina 12 (CXCL12) są rozważane jako biomarkery nowotworu płuc. Elafina, proteaza serynowa – kallikreina 6 (KLK6), cząsteczka adhezyjna zaktywowanych leukocytów (ALCAM) są antygenami surowicy, których poziom znacząco zwiększa się w przypadku raka piersi, natomiast cząsteczka CD9, prelekan, czynnik pochodzenia stromalnego 4 (SDF4), apolipoproteina E (apoE) oraz integryna β1 są potencjalnymi biomarkerami nowotworu trzustki. Sekretom komórek nowotworowych zawiera również białka mikrośrodowiska, które są zaangażowane w komunikację międzykomórkową, angiogenezę, wzrost oraz tworzenie przerzutów. Ta dziedzina biologii nowotworów jest intensywnie badana w celu znalezienia cząsteczek specyficznych dla danego typu nowotworu. Zastosowanie różnych metod biochemicznych (spektrometrii mas, metod chromatograficznych, testu ELISA) umożliwia analizę i porównanie tysięcy próbek od zdrowych dawców i pacjentów chorych na różne typy nowotworów. Jednym z najistotniejszych aspektów diagnostycznych jest prosty sposób pozyskiwania materiału do badań. Zaletą sekretomu jest możliwość jego analizyw płynach biologicznych, głównie w krwi. Chociaż obecnie oczyszczanie sekretomu sprawia jeszcze trudności z powodu małego stężenia tych cząsteczek, które są maskowane przez białka dominujące w surowicy, to wszystko wskazuje na to, że sekretom jest szansą na identyfikację specyficznych biomarkerów, które będą stosowane do wczesnej diagnostyki oraz monitorowania przebiegu leczenia nowotworów.

Cancer is one of the most deathly disease in the world. An early detection of cancer gives the best chance of curing it. Biomarkers play a key role in diagnosis, prognosis and monitoring of cancer progression. The goal of a lot of recent research is to find tumor-specific biomarkers. A promising source of these molecules is secretome which includes all the proteins secreted by cells and shed from cell surface. There are two ways of protein secretion, classical and non-classical secretory pathways; the first one is dependent on N-terminal signal peptide. It has already been found putative cancer biomarkers. Metalloproteinase domain-containing protein 17 (ADAM-17), metalloproteinase 1 (MMP-1), tissue inhibitor of metalloproteinase 2 (TIMP-2), tumor necrosis factor receptor from serum and chemokine 12 (CXCL12) are considered to be the biomarkers of lung cancers. Elafin, a serine protease - kallikrein 6 (KLK6), the activated leukocyte cell adhesion molecule (ALCAM) are serum antigens typical for breast cancers, while CD9 protein, perlecan, the stromal derived factor (SDF4) proteins, apolipoprotein E (apoE) and integrin β1 (fibronectin receptor) are candidate biomarkers of pancreatic cancer. Cancer secretome includes microenvironment proteins which are involved in cancer communication, angiogenesis, growth and metastasis. This field of cancer biology has intensively been investigated to find molecules specific for one type of cancer using many biochemical methods enabling efficient analyzing and comparing the large numbers of samples from healthy donors and patientswith different cancers. Purification of secreted proteins from body fluids faces some difficulties, because of a very low concentration of cancer antigens which are masked by serum proteins. One of the most important things in diagnosis is a simple way of sample extraction. The adventage of secretome is that it can be captured from common body proximal fluids, for example blood. Secretome offers an opportunity to identify promising biomarkers for early diagnosis as well as prognosis of cancer.