Exploring the potential of a liquid biopsy approach for melanoma diagnostics and the role of extracellular vesicles in atherosclerosis development

Abstract

Doktoritöö eesmärgiks oli kaardistada MAGE-A4 ja MAGE-A10 vastaste autoantikehade ning patsientide seerumist puhastatud rakuväliste vesiikulite potentsiaali vedelbiopsia markeritena melanoomi diagnostikas. Lisaks sellele oli eesmärgiks leida, kas müokardiinfarkti põdenud patsientide seerumist eraldatud rakuvälistel vesiikulitel on erinevad omadused kui kontrollrühma patsientidel. „Vedelbiopsia“ on lai termin, mida kasutatakse kehavedelike testimise kirjeldamiseks. Vedelbiopsia meetodeid saab kasutada biomolekulaarsete tunnuste tuvastamiseks ning saadud info võib anda märku haiguste esinemise kohta. Autoantikehad võivad olla esimesed vihjed kasvaja arengust ning avalduda märkimisväärselt varem kui ilmnevad kliinilised sümptomid. Melanoomi antigeeni geeni, MAGE, valkude superperekonna osad liikmed on kasvaja-testis antigeenid (CTA-d). Tegemist on valkudega, mis võivad kasvajate korral avalduda ja põhjustada autoantikehade teket. Ekstratsellulaarsed ehk rakuvälised vesiikulid (EV-d) on rakust pärinevad nanosuurustes osakesed, mis sisaldavad vanemrakkudest pärit bioaktiivseid komponente. Antud doktoritöö tulemused näitavad, et autoantikehi ja ekstratsellulaarseid vesiikuleid saab kasutada vedelbiopsia testides melanoomi diagnoosimiseks. Lisaks võivad ekstratsellulaarsed vesiikulid ise omada bioloogiliselt aktiivseid funktsioone erinevate haiguste, antud juhul ateroskleroosi, arengus.

The aim of this doctoral thesis was to map the potential of autoantibodies against MAGE-A4 and MAGE-A10 and extracellular vesicles purified from patients’ serum as liquid biopsy markers for the diagnosis of melanoma. In addition, another aim was to find out whether extracellular vesicles isolated from the serum of patients with myocardial infarction have different properties than those of control patients. “Liquid biopsy” is a broad term used to describe the testing of body fluids. Liquid biopsy methods can be used to identify biomolecular features, and the information obtained can indicate the presence of diseases. Autoantibodies can be the first clues of tumor development and manifest significantly earlier than the appearance of clinical symptoms. Members of the melanoma antigen gene, MAGE, superfamily of proteins are cancer-testis antigens (CTAs). These proteins reappear during tumor development and can cause the formation of autoantibodies. Extracellular vesicles (EVs) are cell-derived nano-sized particles that contain bioactive components from parent cells. The results of this doctoral thesis show that autoantibodies and extracellular vesicles can be used in liquid biopsy tests to diagnose melanoma. In addition, extracellular vesicles themselves may have biologically active functions in the development of various diseases, in this case atherosclerosis.