Protemic characterization of peripheral blood mononuclear cells

Abstract

Peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) play quite diverse and important roles in monitoring immune homeostasis. Thus, these subset of blood cells may provide access to potential physiological relevant biomolecules, namely proteins. For this reason, PBMCs represent a promising biological sample in scientific research, particularly as a source of potential biological markers discovery of the most diverse diseases. Prior studies of proteomic characterization of PBMCs from healthy individuals lack either the identification of a large number of proteins or its quantification in a way that is compatible with the search of potential biomarker candidates. Therefore, this study aimed to provide a comprehensive PBMCs proteome characterisation as well as to create a SWATH library. It was also evaluated if by using the BD Vacutainer® CPT™ tubes for PBMCs isolation, it would be possible to identify a larger number of immunologically relevant proteins in comparison to plasma samples. The enrichment test assay revealed that it is possible to identify more immune-related proteins from isolated PBMCs than from plasma. Moreover, the majority of the quantified proteins with an “immune system” GO term assigned is present in higher amounts in PBMCs samples. 2D LC-MS/MS proved to be the best approach to use in qualitative analysis of PBMCs and in the construction of a SWATH library, since it resulted in an increase of both identified and quantified proteins (66.3% and 16.9%, respectively) in comparison to 1D LC-MS/MS. A total of 2071 proteins were identified and it was possible to quantify 922 different proteins among six distinct samples. From these proteins, 445 were commom between all individuals. In conclusion, this work provides a comprehensive PBMCs proteome dataset that will be useful in further studies that focus on the search for potential biological markers of various pathologies in these cells. Additionally, SWATH-MS proved to be a reproducible and effective acquisition method to quantify PBMCs proteins.

As células mononucleares do sangue (CMS) desempenham diversos e importantes papéis na monitorização da homeostasia do sistema imunitário. Assim sendo, esta subpopulação de células sanguíneas pode providenciar acesso a potenciais biomoléculas relevantes a nível fisiológico, nomeadamente proteínas. Por esta razão, as CMS representam uma amostra biológica promissora na investigação científica, particularmente na descoberta de potenciais marcadores biológicos de diversas doenças. Estudos anteriores de caracterização proteómica das CMS de indivíduos saudáveis falharam quer na identificação de um grande número de proteínas, quer na sua quantificação, de forma compatível com a pesquisa de potenciais biomarcadores. Portanto, este estudo teve como objectivo providenciar uma caracterização proteómica abrangente, bem como a criação de uma biblioteca SWATH. Foi igualmente avaliado se usando tubos CPT™ disponíveis na BD Vacutainer® para o isolamento das CMS, seria possível identificar um maior número de proteínas imunologicamente relevantes comparativamente a amostras de plasma. O teste de enriquecimento revelou que é possível identificar mais proteínas associadas ao sistema imunitário em CMS isoladas do que em amostras de plasma. Também se verificou que a maioria das proteínas quantificadas com ontologia genética “sistema imunitário” estão presentes em maior quantidade nas amostras de CMS. 2D LC-MS/MS mostrou ser a melhor abordagem na análise qualitativa das CMS e na elaboração da biblioteca SWATH, uma vez que o número de proteínas identificadas e quantificadas apresentou um aumento de 66,3% e 16,9%, respectivamente, comparativamente à 1D LC-MS/MS. No total foram identificadas 2071 proteínas e foi possível quantificar 922 proteínas diferentes em seis amostras distintas. Destas, 445 proteínas eram comuns a todos os indivíduos. Em conclusão, este trabalho disponibiliza um amplo conjunto de dados do proteoma das CMS que será útil a estudos futuros que pretendam centrar-se na pesquisa de potenciais marcadores biológicos, nas CMS, das mais diversas patologias. Além disso, comprovou-se que o método de aquisição SWATH-MS é reprodutível e eficaz na quantificação das proteínas das CMS.