Identification of Protein Biomarkers for Cervical Cancer Using Human Cervicovaginal Fluid

Abstract

ObjectivesCervicovaginal fluid (CVF) can be considered as a potential source of biomarkers for diseases of the lower female reproductive tract. The fluid can easily be collected, thereby offering new opportunities such as the development of self tests. Our objective was to identify a CVF protein biomarker for cervical cancer or its precancerous state.MethodsA differential proteomics study was set up using CVF samples from healthy and precancerous women. Label-free spectral counting was applied to quantify protein abundances.ResultsThe proteome analysis revealed 16 candidate biomarkers of which alpha-actinin-4 (p = 0.001) and pyruvate kinase isozyme M1/M2 (p = 0.014) were most promising. Verification of alpha-actinin-4 by ELISA (n = 28) showed that this candidate biomarker discriminated between samples from healthy and both low-risk and high-risk HPV-infected women (p = 0.009). Additional analysis of longitudinal samples (n = 29) showed that alpha-actinin-4 levels correlated with virus persistence and clearing, with a discrimination of approximately 18 pg/ml.ConclusionsOur results show that CVF is an excellent source of protein biomarkers for detection of lower female genital tract pathologies and that alpha-actinin-4 derived from CVF is a promising candidate biomarker for the precancerous state of cervical cancer. Further studies regarding sensitivity and specificity of this biomarker will demonstrate its utility for improving current screening programs and/or its use for a cervical cancer self-diagnosis test.

Quantitative body fluid proteomics in medicine — A focus on minimal invasiveness

“…The proteomic analysis of vaginal fluid can provide more information about the pathophysiological conditions affecting the female genital tract [118,119]. 63 potential biomarkers for pregnancyrelated problems such as intra-amniotic inflammation [112,120] and preterm labour/preeclampsia [121][122][123][124][125], cervical cancer [126] and HIV infection [127] were identified (Table 6) using quantitative proteomics techniques and six biomarkers were validated.…”

Modernas metodologías diagnosticas para la detección del Virus del Papiloma Humano y prevención del cáncer de cuello uterino

“…En 2010 Schweizer, et al, demostrarón que la detección de la oncoproteína del VPH E6 en muestras cervicales es más específica para detectar lesiones cervicales tipo CIN3 (Cervical Intra-epithelial Neoplasia 3, CIN 3) que la detección de DNA viral para los mismos genotipos 33 . Por otra parte, las técnicas actuales se encaminan a la búsqueda de la sobreexpresión de antígenos como p16INK4a, siendo este un antígeno importante en el área de inmunohistoquímica para el análisis de las lesiones cervicales, p16 es codificado por el gen CDKN2A que interactúa con la proteína pRb, el antígeno p16 bloquea la actividad de la quinasa CDK4/6 que fosforila pRb y cuando las células están infectadas por VPH-AR, E7 se une a pRb irreversiblemente 22 . En este caso p16 no tiene efecto alguno en la inhibición del ciclo celular y se acumula en el núcleo y citoplasma lo que permite que sea detectado por inmunohistoquímica mostrando una sensibilidad del 83% para detectar estadios iguales o mayores a CIN 2 en atipias de células escamosas de significado incierto (atypical cells of undetermined significance, ASCUS) y lesiones intraepiteliales escamosas de bajo grado (Low-grade squamous intraepithelial lesión, LSIL), además de una especificidad del 71% para ASCUS y 65,7% para LSIL 20 .…”

“…La topoisomerasa alfa II (topoisomerase II alpha, TOP2A) que hace parte de una clase importante de enzimas nucleares responsables del mantenimiento de la topología del ADN y están involucradas en la reparación, la transcripción, la replicación y segregación de los cromosomas 35 y por último la alfa actina 4 (Alphaactinin-4 ACTN4) es una proteína de unión a actina que participa en la organización del citoesqueleto, esta reside tanto en el citoplasma como en el núcleo y se asocia físicamente con varios factores de transcripción 36 . La elevación de estas proteínas se presenta en las células con fase S del ciclo celular aberrantes, fase en la cual se evidencia la acción de las proteínas oncogénicas E6 y E7 del VPH [20][21][22] . Las acciones de estas oncoproteínas han sido ampliamente estudiadas y se ha identificado que son altamente expresadas en células cervicales cancerígenas para mantener su fenotipo tumorigénico.…”

A Quantitative Proteomics Approach to Clinical Research with Non-Traditional Samples

“…Using label free quantitative analysis as well as qualitative identification a study found alpha-actinin-4 as a potential biomarker in CVF for cervical cancer [67]. CVF is easily accessible and has a number of potential biomarkers that makes it ideal for the development of self-diagnostic testing for cervical cancer.…”