Subformen des freien prostataspezifischen Antigens als diskriminatorische Biomarker zwischen benigner Prostatahyperplasie und Prostatakarzinom: Etablierung der Analytik mittels 2-Dimensionaler Elektrophorese und erste klinische Ergebnisse

Abstract

Die Zielsetzung dieser Arbeit war, eine Methode mittels 2-Dimensionaler Elektrophorese zur Auftrennung und Quantifizierung von Subformen des freien prostataspezifischen Antigens (fPSA) aus dem Serum zu etablieren und deren diagnostischen Nutzen hinsichtlich der Prostatakarzinomdiagnostik im Vergleich zum Gesamt PSA (tPSA) und dem Quotienten aus fPSA und tPSA (%fPSA) zu beurteilen. Es wurde eine Methode entwickelt, bei der PSA mittels Immunsorption an mit biotinyliertem anti-PSA gekoppelten steptavidinbeschichteten Magnetbeads aus Serum isoliert und durch 2-Dimensionale Elektrophorese aufgetrennt wurde. Nach Aufarbeitung im Westernblot konnten die fPSA-Spots durch Messung der Intensität der Chemolumineszenz quantifiziert werden. So konnten Subformen bis zu einer fPSA- Konzentration von 0,1µg/l (mit einer Abweichung von 17%) detektiert werden. Mit dieser Methode wurden jeweils 50 Seren von PCa- und nicht-PCa-Patienten untersucht. Es ließen sich 15 immunreaktive fPSA Spots darstellen. Die Spots F2 und F3 waren in allen Proben zu finden. F2 in geringerer Konzentration bei nicht-PCa-Seren (median, 23%) als bei PCa-Patienten (49%), während sich F3 gegnsätzlich verhält (nicht-PCa, 73%; Pca, 45%). Quotienten aus F2 und F3 sowie F2/F3 und %fPSA zeigten im Vergleich zu tPSA und alleinigem %fPSA eine verbesserte diagnostische Aussagekraft, vor allen dingen bei %fPSA-Werten >15%. Hinsichtlich der Tumorstadien zeigte sich keine Korrelation mit PSA- Subformen. Somit können die fPSA-Subformen verglichen mit tPSA und %fPSA in der Prostatakarzinomdiagnostik zur Verbesserung sowohl der Sensitivität als auch Spezifität genutzt werden. Die Entwicklung praktikabler Assays erscheint daher viel versprechend.

The aim of this dissertation was to develop a method to separate and quantitate subforms of free prostate-specific antigen (fPSA) in serum by two- dimensional electrophoresis and to assess the diagnostic suitability of these subforms for prostate cancer (PCa) diagnosis in comparison with total PSA(tPSA) and ratio of fPSA to tPSA (%fPSA). Serum of 50 patients with PCa and non PCa,respectively were studied. PSA was isolated by immunoadsorption on streptavidin-coated magnetic beads with biotinylated anti-PSA antibodies and separated by two-dimensional electrophoresis. After semidry blotting, the intensity of the fPSA spots were quantified by chemiluminescence using an imager analyzer. 15 immunoreactive fPSA spots of different intensities were detected. The method was suitable to detect subforms to a concentration of 0.1 µg/L of fPSA with a relative imprecision of 17%. Spots F2 and F3 were present in all samples. F2 was lower in nonPCa (median, 23%) than in PCa (49%) while F3 behaved inversely (nonPCa, 73%; PCa, 45%). Ratios of F2 to F3 and F2/F3 to %fPSA, respectively, showed improved diagnostic accuracy in comparison with tPSA and %fPSA. Better differentiation by F2/F3 or F2/F3/%fPSA was especially evident in patients with %fPSA values >15%. There were no associations between the PCa grading scale and fPSA subforms. fPSA subforms separated by two- dimensional electrophoresis can be used to improve both sensitivity and specificity in prostate cancer diagnostics compared to tPSA and %fPSA. The development of a practicable assay based on different immunological properties of these different fPSA subforms seems to be promising.