Salivaproteomik – Optimierung, Etablierung und Realisierung von proteomischen Strategien zur Untersuchung von pathologie-assoziierten Proteinsignaturen in humaner Saliva aus populationsbasierten Studien

Die vorliegende Arbeit adressiert die Nutzbarkeit des humanen Speichelproteoms als diagnostisches Instrument im Kontext einer oralen Mukositis bei Kopf- und Halskarzinoms. Als häufigste Nebenwirkung einer Radio(chemo)therapie kann die Mukositis therapielimitierend sein und hat für betroffene Patienten meist eine Einschränkung ihrer Lebensqualität zur Folge. Trotz der guten Verfügbarkeit von Speichel existieren wenige Studien, welche zeigen, dass das Speichelproteom für die Diagnostik einer Krankheit oder zur Therapieentscheidung nutzbar ist. Das hat unter anderem seinen Grund in der Komplexität der massenspektrometrischen Methode. Die erste Veröffentlichung (Golatowski et al. 2013) erarbeitete deshalb einen Standard in der Probengewinnung von Speichel. Als Ergebnis steht die Empfehlung zur Nutzung eines Paraffin-Kaugummis, aufgrund des hohen Speichelvolumens und der guten Vergleichbarkeit mit der nichtstimulierten Salivation beim identifizierten Proteom. In einer zweiten Veröffentlichung (Jehmlich & Golatowski et al. 2014) wurden C18 Mikrosäulen verschiedener Hersteller bezüglich ihres Einflusses auf die Proteinidentifizierung verglichen. Die Säulen sind notwendig für die Entsalzung und Aufreinigung eines Peptidgemisches. Mit allen verwendeten Säulen konnten ähnliche Ergebnisse erzielt werden, wobei die ZipTip® µC18 sowie C18 Systeme der OASIS® HLB μElution 96er Well Platte und TopTip® C18 Pipettenspitzen leicht überlegen sind. In der letzten Arbeit (Jehmlich et al. 2015) wurden die gewonnenen Erkenntnisse genutzt, um die Speichelproben von Patienten mit Kopf- und Halskarzinom zu untersuchen. Insgesamt zeigten wir die Möglichkeit, alterierte Proteine zwischen zwei Patientengruppen massenspektrometrisch zu detektieren. Mit den gefundenen Daten konnte demonstrieren werden, dass massenspektrometrische Techniken geeignet sind, um schon vor Behandlungsbeginn Patienten zu identifizieren, die für die Entwicklung einer oralen Mukositis prädisponiert sind. Es ist hierbei die Proteinklasse der Metalloproteinasen hervorzuheben, da diese für einen therapeutischen Ansatz gegen Mukositis interessant sind. In Zukunft werden jedoch größere und voraussichtlich multizentrische Studien erforderlich sein, um ausreichend große Patientenkohorten zusammenzustellen und die Klassifikation speziell für Patienten ohne Mukositisrisiko sensitiver zu gestalten.This work addresses the usability of the human saliva proteome for diagnostics of oral mucositis in head and neck cancer. Being a common side-effect of radio(chemo)therapy, a mucositis can limit treatment and causes restrictions in quality of life. Whereas saliva is widely accessible, there are only a few studies demonstrating the usability of the salivary proteome for diagnostics or for therapeutic decisions. One reason is that mass-spectrometric methods are very complex. The first publication (Golatowski et al. 2013) establishes a standard for obtaining human saliva. As a result, we recommend using paraffine gum yielding high sample volume and high overlap of the proteome compared to unstimulated salivation. A second publication (Jehmlich & Golatowski et al. 2014) compares different C18-microcolumns concerning their influence for protein identifications. Those microcolumns are necessary for desalting of peptide mixtures. All tested columns yielded comparable results while ZipTip® µC18 and C18 Systems are slightly superior to OASIS® HLB μElution 96er Well plate and TopTip® C18 pipette tips. The last publication (Jehmlich et al. 2015) applies obtained knowledge for analysis of human saliva of patients with head and neck cancer. We demonstrated the possibility to identify altered proteins via mass-spectrometry in two patient groups. With the obtained data we could show the possible use of mass-spectrometric supported analyses for identifying patients who are prone to develop a mucositis during treatment even in advance of the treatment. Here, the protein class of metalloproteinases should be emphasized, being of use for a therapeutic approach. However, in the future larger, likely multicenter studies will be required to include sufficiently large patient cohorts that might allow even better classification, especially for patients without risk of developing an oral mucositis

Proteome data of whole saliva which are associated with development of oral mucositis in head and neck cancer patients undergoing radiotherapy

Saliva as major human body fluid may act as an indicator of oral disease status. Oral mucositis is a common and often treatment-limiting side effect of radiotherapy for head and neck cancer patients. In this dataset, we provide the complete proteome dataset (raw and search files) of the patients at baseline of radiotherapy treatment in patients undergoing radiotherapy analyzed by nano liquid chromatography coupled to mass spectrometry (LC–MS/MS). In the data set, 5323 tryptic peptides were identified which can be assigned to 487 distinct proteins (≥2 peptides). The MS data have been deposited to the ProteomeXchange (“ProteomeXchange provides globally coordinated proteomics data submission and dissemination” [1]) via the PRIDE partner repository with the dataset identifier PRIDE: PXD003230. The data are associated with the previously published work, “Differences in the whole saliva baseline proteome profile associated with development of oral mucositis in head and neck cancer patients undergoing radiotherapy” [2]. Keywords: Prospective study, Oral mucositis, Radiotherapy, Radiochemotherapy, Whole saliva, Head and neck cance