The Proteome of Human Brain After Ischemic Stroke : Journal of Neuropathology & Experimental Neurology

Journal of Neuropathology & Experimental Neurology:
November 2010 - Volume 69 - Issue 11 - pp 1105-1115
doi: 10.1097/NEN.0b013e3181f8c539
Original Articles

The Proteome of Human Brain After Ischemic Stroke

Cuadrado, Eloy PhD; Rosell, Anna PhD; Colomé, Nuria PhD; Hernández-Guillamon, Mar PhD; García-Berrocoso, Teresa MS; Ribo, Marc MD, PhD; Alcazar, Alberto PhD; Ortega-Aznar, Arantxa MD, PhD; Salinas, Matilde PhD; Canals, Francesc PhD; Montaner, Joan MD, PhD

Abstract

Although stroke is among the most common causes of death and chronic disability worldwide, the proteome of the ischemic human brain remains unknown. Only a few studies have investigated the ischemic brain proteome in rodent stroke models. We performed aproteomic study of the human brain after ischemic stroke usinga 2-dimensional differential gel electrophoresis-based proteomic approach. In brain samples from 6 deceased stroke patients and 3 control subjects, there was an average of 1,442 ± 231 protein spots in the gels. Changes of at least 1.5-fold in the relative expression of 132 protein spots between different cerebral areas (infarct core, peri-infarct, and contralateral tissue) were identified (p < 0.05); 39 of these were successfully identified by matrix-assisted laser desorption/ionization-time of flight mass spectrometry. Among the identified protein spots, we validated the results of 10 proteins by Western blot and determined the cellular localization in brain parenchyma for 3 of the identified proteins: dihydropyrimidinase-related protein 2, vesicle-fusing ATPase, and Rho dissociation inhibitor 1. These results contribute to understanding the processes that follow cerebral ischemia; moreover, some of the identified proteins may be therapeutic targets or biologic markers for determining the diagnosis and prognosis of stroke.
© 2010 American Association of Neuropathologists, Inc

The Proteome of Human Brain After Ischemic Stroke : Journal of Neuropathology & Experimental Neurology



NEUROLOGÍA
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Identifican por primera vez 39 proteínas implicadas en el ictus isquémico
JANO.es · 21 Diciembre 2010 10:00

El estudio supone un punto de inflexión en la búsqueda de proteínas que juegan un papel en el infarto cerebral, ya que nunca hasta ahora se habían descrito en el ser humano.


Un equipo de investigadores del Grupo de Investigación Enfermedades Neurovasculares del Vall d'Hebron Institut de Recerca (VHIR), liderado por el Dr. Joan Montaner, ha elaborado, por primera vez, un estudio proteómico con muestras humanas para detectar las variaciones que se producen en las proteínas de las personas afectadas por ictus isquémico.

La investigación, publicada en la revista Journal of Neuropathology & Experimental Neurology, ha identificado 39 proteínas implicadas en el proceso del infarto cerebral o ictus isquémico. Algunas corroboran hallazgos previos en modelos animales, otras se confirman por primera aunque eran esperables y otras suponen nuevos retos, ya que todavía no se han identificado. El estudio supone un punto de inflexión en la búsqueda de proteínas implicadas en el infarto cerebral ya que, por primera vez, se describen en el ser humano.

La investigación ha analizado las muestras con técnicas masivas, sobre todo, el mapa de proteínas presente en un infarto cerebral y se ha realizado en colaboración con el laboratorio de proteómica del VHIR liderado por el Dr. Francesc Canals. Este mapa de proteínas, realizado con una técnica que las hace aparecer marcadas con fluorescencia, permite ver y comparar las modificaciones de expresión de las proteínas presentes en tejido infartado de manera contrastada con las que se encuentran en muestras sanas y, de este modo, se puede saber qué pasa después de sufrir un ictus.

Estudio revelador

Gracias a los resultados del estudio, se ha podido establecer una lista de 39 proteínas que podrían resultar potenciales marcadores a nivel de diagnóstico, terapéutico o que permitirían predecir la evolución de la enfermedad.

"Los hallazgos que hemos obtenido son importantes porque en gran parte nos confirman, en muestras humanas, lo que ya habíamos descubierto -nosotros mismos u otros grupos de investigación- en modelos animales", puntualiza el Dr. Joan Montaner, responsable de este estudio y del grupo de Investigación Enfermedades Neurovasculares del Vall d'Hebron Institut de Recerca (VHIR).

Las proteínas que se han relacionado ahora con el infarto cerebral son proteínas implicadas en procesos relacionados con la inmunidad, con el transporte vesicular, con la estructura celular y la cadena respiratoria, propias del tejido hipóxico en situaciones de degradación celular, y proteínas de la familia del crecimiento y tráfico de los axones, que serían como las colas de crecimiento y establecimiento de conexiones de las neuronas. “Una de las proteínas que hemos encontrado y que ya conocíamos –destaca- es la DRP2 que cumple la función de marcar el camino a aquellos axones que reparan conexiones". Esta proteína DRP2 tendría una función similar a las hormigas exploradoras, ya que buscan el camino a seguir por las neuronas. En resumen, sigue el Dr. Montaner, "tras confirmarse la presencia en humanos de proteínas ampliamente estudiadas, tenemos mucho trabajo hecho".

Los resultados abren un campo de estudio inmenso, ya que ahora será necesario establecer qué proteínas serán realmente claves y cuáles tendrán menor importancia. "El estudio ya apunta a ciertas pistas sobre cuáles resultarán proteínas de primera división y cuáles jugarán en regional", indica Montaner.

El siguiente paso es establecer cuáles de estas proteínas realmente pueden convertirse en marcadores y, un paso más allá, convertirse en marcadores que se puedan hallar en sangre periférica, es decir, haciendo una analítica. A parte de marcadores diagnósticos, algunas proteínas ya apuntan a que podrían tratarse de candidatas a dianas terapéuticas, sobre todo aquéllas implicadas en vías de reparación neuronal, pues podrían contribuir a la reducción de la lesión permanente después de un infarto.


Journal of Neuropathology & Experimental Neurology; November 2010 - Volume 69 - Issue 11 - pp 1105-1115
The Proteome of Human Brain After Ischemic Stroke : Journal of Neuropathology & Experimental Neurology


VHIR
Vall d' Hebron Research Institute (VHIR)
Vall d' Hebron Research Institute (VHIR).

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