Mass spectrometry quantification and clinical interest of endogenous peptides: the bumpy road from promising to effective biomarker

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State: Public
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Serval ID
serval:BIB_E02AEB5302F5
Type
PhD thesis: a PhD thesis.
Collection
Publications
Institution
Title
Mass spectrometry quantification and clinical interest of endogenous peptides: the bumpy road from promising to effective biomarker
Author(s)
MAURER Jonathan
Director(s)
Würzner Grégoire
Codirector(s)
Eugster Philippe J.
Institution details
Université de Lausanne, Faculté de biologie et médecine
Publication state
Accepted
Issued date
2024
Language
english
Abstract
Endogenous peptides – naturally secreted by the body – are of significant interest in the clinical field due to their utility as diagnostic tools. The idea is that some diseases alter the secretion or metabolism of certain peptides, leading to changes in concentrations found in the blood. If these concentrations are measurable, it becomes possible to diagnose a patient based on values deviating from those found in a healthy population.
Three main challenges mark the development of these assays. Endogenous peptides circulate at extremely low concentrations, are rapidly metabolized into smaller fragments, and undergo chemical and physical degradations that alter their concentration. Thus, it requires highly sensitive and specific methods coupled with pre-analytical management ensuring peptide stability from collection to extraction to obtain reliable results.
Recently, Neuropeptide Y (NPY) has emerged as a potential biomarker for prostate cancer and pheochromocytoma. Moreover, angiotensins (ANGs) are peptides at the core of the blood pressure regulation system, making them highly relevant in managing hypertension. The goal of this thesis was to develop methods for the quantification of NPY and its fragments (NPYs), as well as angiotensins, and apply these assays to healthy populations to establish reference values. Subsequently, they were applied to populations suspected of prostate cancer, pheochromocytomas, or hypertension-related conditions to evaluate the diagnostic potential of these peptides.
This thesis demonstrates that NPYs are not superior to metanephrines, the current gold standard, for pheochromocytoma diagnosis, but they may be valuable when metanephrine assays are not feasible. NPYs also do not enhance prostate cancer diagnosis, but their use in a population with specific PSA values, the current gold standard, has shown improved diagnostic specificity. Finally, our method for angiotensin assays is the first to thoroughly investigate the impact of pre-analytical factors on the concentrations of ANGs. We have shown that the lack of stability assessment has led to the publication of highly heterogeneous data, reflecting a lack of standardization rather than genuine reference values.
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Les peptides endogènes – donc naturellement sécrétés par l’organisme – trouvent un grand intérêt dans le milieu clinique du fait de leur utilisation comme outils diagnostiques. L’idée est que certaines maladies altèrent la sécrétion ou le métabolisme de ces peptides, engendrant une modification des concentrations retrouvées dans le sang. Si ces concentrations sont mesurables, alors il devient possible de poser un diagnostic sur la base de valeurs qui s’éloignent de celles retrouvées chez une population saine.
Trois principales difficultés jalonnent l’élaboration de ces dosages. Les peptides endogènes circulent à des concentrations extrêmement faibles, ils sont rapidement métabolisés en fragments plus petits et souffrent de dégradations chimiques et physiques qui modifient leur concentration en fonction de la gestion de l’échantillon. Ceci amène le besoin de méthodes hautement sensibles et spécifiques couplées à une gestion pré-analytique assurant la stabilité des peptides depuis le prélèvement jusqu’à l’extraction.
Récemment, le Neuropeptide Y (NPY) a été mis en lumière comme un biomarqueur potentiel du cancer de la prostate et du phéochromocytome. Parallèlement, les angiotensines (ANGs) sont des peptides au cœur du système qui régule la pression artérielle et qui ont donc un grand intérêt dans le cadre de la gestion de l’hypertension artérielle.
Le but de cette thèse est de développer des méthodes de dosage du NPY et ses fragments (NPYs), ainsi que des angiotensines, puis d’appliquer dans un premier temps ces dosages chez des populations saines pour obtenir des valeurs de références. Ensuite, de les appliquer chez des populations avec suspicion de cancer de la prostate, de phéochromocytomes ou des particularités relatives à la tension artérielle afin d’évaluer le pouvoir diagnostic de ces peptides.
Les résultats obtenus démontrent que les NPYs ne sont pas meilleurs que les métanéphrines, l’actuel gold standard, pour le diagnostic du phéochromocytome mais qu’ils peuvent avoir un intérêt quand le dosage des métanéphrines n’est pas possible. Les NPYs n’améliorent pas non plus le diagnostic du cancer de la prostate, mais une utilisation sur une population avec des valeurs spécifiques de PSA, l’actuel biomarqueur utilisé, a montré une amélioration de la spécificité du diagnostic. Finalement notre méthode pour le dosage des angiotensines est la première à s’intéresser de manière approfondie à l’impact de la phase pré-analytique sur les concentrations d’ANGs retrouvées. Nous avons montré que ce manque d’évaluation de la stabilité a engendré la publication de données très hétérogènes qui reflètent avant tout un manque de standardisation et non de réelles valeurs de référence.
Create date
28/03/2024 12:22
Last modification date
14/05/2024 12:15
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