Молекулярная биология, 2022, T. 56, № 4, стр. 671-684

Однодоменные антитела для предобработки протеома мочи человека с целью анализа онкобиомаркеров

С. В. Тиллиб a*, О. С. Горяйнова a, А. М. Сачко a, Т. И. Иванова ab, М. Я. Гаас c, Н. В. Воробьев ade, А. Д. Каприн f, П. В. Шегай af

a Институт биологии гена Российской академии наук
119334 Москва, Россия

b Медицинский радиологический научный центр им. А.Ф. Цыба – филиал Национального медицинского исследовательского центра радиологии Министерства здравоохранения Российской Федерации
249036 Калужская область, Обнинск, Россия

c Медицинский институт Российского университета дружбы народов
117198 Москва, Россия

d Московский научно-исследовательский онкологический институт им. П.А. Герцена – филиал Национального медицинского исследовательского центра радиологии Министерства здравоохранения Российской Федерации
125284 Москва, Россия

e Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова Министерства здравоохранения Российской Федерации
119991 Москва, Россия

f Национальный медицинский исследовательский центр радиологии Министерства здравоохранения Российской Федерации
125284 Москва, Россия

* E-mail: tillib@genebiology.ru

Поступила в редакцию 09.11.2021
После доработки 13.12.2021
Принята к публикации 14.12.2021

Аннотация

Проведен анализ возможности применения ряда полученных нами ранее однодоменных антител (нанотел) к основным маркерным белкам крови для предобработки образцов мочи больных раком мочевого пузыря (РМП). Продемонстрированы уникальные возможности использования нанотел в неинвазивных диагностических исследованиях наряду с такими традиционными методами, как электрофорез и, в перспективе, масс-спектрометрический анализ. Путем анализа 22 образцов мочи больных РМП показано, что развитие РМП сопровождается увеличением содержания в моче мажорных белков крови, некоторые из которых уже были предложены в качестве биомаркеров РМП. Использование иммуносорбентов на основе нанотел позволяет как специфически обогащать, так и удалять из биологической жидкости заданные белки-антигены и субпротеомы, ассоциированные с ними. Особый интерес представляет выделение иммунных комплексов из мочи конкретного пациента. Первичное изучение этих комплексов выявляет в них не только увеличенное содержание IgA и IgG на поздних (инвазивных) стадиях болезни, но и другие компоненты, которые потенциально могут быть биомаркерами патологического процесса у конкретного пациента. Предлагаемые подходы мы планируем в дальнейшем использовать для более масштабного исследования образцов мочи на разных стадиях развития РМП с целью идентификации новых перспективных биомаркеров этого эаболевания.

Ключевые слова: однодоменное антитело, нанотело, биомаркеры в моче, рак мочевого пузыря, иммуносорбент, аффинная хроматография, диагностика

Список литературы

  1. IARC, Cancer Today. Estimated number of new cases in 2020, worldwide, both sexes, all ages. (2021) https://gco.iarc.fr/today/online-analysis-table

  2. https://uroweb.org/guideline/non-muscle-invasive-bladder-cancer/#3

  3. American Cancer Society. What is bladder cancer? (2020) (https://www.cancer.org/cancer/bladder-cancer/ about/what-is-bladder-cancer.html. Accessed September 2020

  4. van Rhijn B.W., Burger M., Lotan Y., Solsona E., Stief C.G., Sylvester R.J., Witjes J.A., Zlotta A.R. (2009) Recurrence and progression of disease in non-muscle-invasive bladder cancer: from epidemiology to treatment strategy. Eur. Urol. 56 (3), 430‒442. https://doi.org/10.1016/j.eururo.2009.06.028

  5. Humphrey P.A., Moch H., Cubilla A.L., Ulbright T.M., Reuter V.E. (2016) The 2016 WHO classification of tumours of the urinary system and male genital organs-part B: prostate and bladder tumours. Eur. Urol. 70 (1), 106‒119.

  6. Santoni G., Morelli M.B., Amantini C. Battelli N. (2018) Urinary markers in bladder cancer: an update. Front. Oncol. 7 (8), 362.

  7. Blick C.G.T., Nazir S.A., Mallett S., Turney B.W., Onwu N.N., Roberts I.S.D., Jeremy P. Crew J.H., Cowan N.C. (2011) Evaluation of diagnostic strategies for bladder cancer using computed tomography (CT) urography, flexible cystoscopy and voided urine cytology: results for 778 patients from a hospital haematuria clinic. BJU Int. 110, 84–94.

  8. Тиллиб С.В., Иванова Т.И., Васильев Л.А. (2010) Фингерпринтный анализ селекции “наноантител” методом фагового дисплея с использованием двух вариантов фагов-помощников. Acta Naturae. 2, 100–108.

  9. Tillib S., Ivanova T.I., Vasilev L.A., Rutovskaya M.V., Saakyan S.A., Gribova I.Y., Tutykhina I.L., Sedova E.S., Lysenko A.A., Shmarov M.M., Logunov D.Y., Na-roditsky B.S., Gintsburg A.L. (2013) Formatted single-domain antibodies can protect mice against infection with influenza virus (H5N2). Antiviral Res. 97, 245‒254.

  10. Tillib S.V., Privezentseva M.E., Ivanova T.I., Efimov G.A., Gursky Y.G., Georgiev G.P., Goldman I.L., Sadchikova E.R. (2014) Single-domain antibody-based ligands for immunoaffinity separation of recombinant human lactoferrin from the goat lactoferrin of trasgenic goat milk. J. Chromatogr. B: Anal. Technol. Biomed. Life Sci. 949950, 48–57.

  11. Тиллиб С.В., Вятчанин А.С., Муилдерманс С. (2014) Молекулярный анализ структуры особых антител Сamelus bactrianus, состоящих только из тяжелых цепей. Биохимия. 79, 1687–1697.

  12. Горяйнова О.С., Иванова Т.И., Рутовская М.В., Тиллиб С.В. (2017) Метод параллельного и последовательного генерирования однодоменных антител для протеомного анализа плазмы крови человека. Молекуляр. биология. 51(6), 985–996.

  13. Тиллиб С.В. (2020) Перспективы использования однодоменных антител в биомедицине. Молекуляр. биология. 54(3), 362‒373.

  14. Тиллиб С.В., Иванова Т.И., Лысюк Е.Ю., Ларин С.С., Кибардин А.В., Коробко Е.В., Вихрева П.Н., Гнучев Н.В., Георгиев Г.П., Коробко И.В. (2012) Наноантитела для детекции и блокирования биологической активности фактора роста эндотелия сосудов A165 человека. Биохимия. 77, 809‒817.

  15. Гарас М.Н., Тиллиб С.В., Зубкова О.В., Рогожин В.Н., Иванова Т.И., Васильев Л.А., Логунов Д.Ю., Шмаров М.М., Тутыхина И.Л., Есмагамбетов И.Б., Грибова И.Ю., Банделюк А.С., Народицкий Б.С., Гинцбург А.Л. (2014) Мишень-специфичная доставка генов с помощью рекомбинантных псевдоаденовирусных частиц, способных эффективно связываться с наноантителами. Acta Naturae. 6(2), 102‒113.

  16. Marshall T., Williams K.M. (1998) Clinical analysis of human urinary proteins using high resolution electrophoretic methods. Electrophoresis. 19, 1752‒1770.

  17. Wessel D., Fluegge U.I. (1984) A method for the quantitative recovery of protein in dilute solution in the presence of detergents and lipids. Anal. Biochem. 138, 141‒143.

  18. Laemmli U.K. (1970) Cleavage of structural proteins during the assembly of the head of bacteriophage T4. Nature. 227, 680‒685.

  19. Floege J., Boddeker M., Stolte H., Koch K.M. (1990) Urinary lgA, secretory lgA and secretory component in women with recurrent urinary tract infections. Nephron. 56, 50‒55.

  20. Machii R., Kubota R., Hiratsuka N., Sugimoto K., Masudo R., Kurihara Y., Kobayashi S., Shiba K. (2004) Urinary protein fraction in healthy subjects using cellulose acetate membrane electrophoresis followed by colloidal silver staining. J. Clin. Lab. Anal. 18, 231–236.

  21. Huang C., Ren J., Ji F., Muyldermans S., Jia L. (2020) Nanobody-based high-performance immunosorbent for selective beta 2-microglobulin purification from blood. Acta Biomaterialia. 107, 232–241.

  22. Betkerur V., Baumgartner G., Talluri K., Sharifi R., Nagubadi S., Guinan P. (1981) Urinary immunoglobulin A in the diagnosis of bladder cancer. J. Surg. Oncol. 16, 215‒217.

  23. Khalifa A., Fathi O., Mousa M.A., el Magraby H. (1987) Immunoglobulin A and alpha 2-macroglobulin as tumor markers in bladder cancer. Chemioter. 6(Suppl. 2), 736‒737.

  24. Li C., Li H., Zhang T., Li J., Liu L., Chang J. (2014) Discovery of Apo-A1 as a potential bladder cancer biomarker by urine proteomics and analysis. Biochem. Biophys. Res. Commun. 446, 1047‒1052.

  25. Dong F., Shen Y., Xu T., Wang X., Gao F., Zhong S., Chen S., Shen Z. (2018) Effectiveness of urine fibronectin as a non-invasive diagnostic biomarker in bladder cancer patients: a systematic review and meta-analysis. World J. Surg. Oncol. 16, 61.

  26. Matsumura E., Kosuge N., Nakanishi S., Suda T., Sugawa A., Fujimura T., Miyagi R., Yoshimi N., Saito S. (2020) Urine lactoferrin as a potential biomarker reflecting the degree of malignancy in urothelial carcinoma of the bladder. Tohoku J. Exp. Med. 252(3), 225‒244.

Дополнительные материалы отсутствуют.