Dry blood spot: based proteomic profiling in coronary artery disease

Abstract

Coronary artery disease (CAD) is the disease with one of the highest rates of mortality and morbidity in the world. It is characterized by chest discomfort (angina) and associated with the following risk factors: age, sex, ethnicity, family history, stress, obesity, hypertension and diabetes. To improve diagnosis and mitigate the development of the disease, there is the need for rapid and effective screening, with dried blood spot being a possible alternative in the future. The dried blood spot (DBS) is a test characterized by the collection of a drop of blood from a prick on a patient's finger and dried on filter paper. This method has the advantages of requiring a small sample volume, being minimally invasive, not requiring a healthcare professional and being low cost. This dissertation is a proof of concept where, using a set of 10 samples (5 control and 5 CAD patients), we performed proteomic quantification of DBS samples through mass spectrometry, western blot validation of 5 potential biomarkers (AMBP, Apo-A1, Apo-E, BNP and Gal-3); and finally, a bibliometric analysis that relates coronary artery disease, dry blood spot and target proteins. Through a proteomics-based approach, 221 proteins were identified and quantified, 14 of which were identified and quantified for the first time in DBS. From western blot analysis, AMBP and BNP proteins showed no statistical differences between the control and CAD groups, Apo-A1, Apo-E and Gal-3 proteins showed higher levels in the control group compared to the CAD group. Bibliometric analysis showed the relationship between proteins, CAD and DBS. DBS proved to be an effective method for recognizing CAD, since the results allowed the validation of mass spectrometry and western blot techniques in dry blood spot for CAD. Bibliometric analysis confirmed the association of coronary artery disease, dry blood spot and proteins. As this study is the first to integrate a mass spectrometry analysis, western blot and bibliometric analysis with the DBS technique for coronary artery disease, further studies are needed in the future.

A doença arterial coronária (CAD) é a principal causa de mortalidade e morbilidade no mundo. É caraterizada pelo desconforto no peito (angina) e tem como fatores de risco: a idade, o sexo, a etnia, o histórico familiar, o stress, a obesidade, a hipertensão e a diabetes. Para melhorar o diagnóstico e atenuar o desenvolvimento da doença, há necessidade de um rastreio rápido e eficaz, sendo o ‘dried blood spot’ uma possível alternativa no futuro. O ‘dried blood spot’ (DBS) é um teste caraterizado pela coleta de uma gota de sangue a partir de uma picada num dedo do paciente e seca em papel de filtro. Este método tem as vantagens de necessitar de um pequeno volume da amostra, ser minimamente invasivo, não necessitar de um profissional de saúde e ser de baixo custo. Esta dissertação é uma prova de conceito onde, analisando um total de 10 amostras (5 controlo e 5 pacientes CAD), procurou-se fazer a quantificação proteómica das amostras de DBS a partir da espetrometria de massa, a validação por western blotting de 5 potenciais biomarcadores (AMBP, Apo-A1, Apo-E, BNP e Gal-3); e por fim, uma análise bibliométrica que relaciona a doença arterial coronária, o ‘dry blood spot’ e as proteínas alvo. Através de uma abordagem proteómica, foram identificadas e quantificadas 221 proteínas, sendo 14 proteínas pela primeira vez identificadas e quantificadas no DBS. Da análise western blotting, as proteínas AMBP e BNP não apresentaram diferenças estatísticas entre os grupos controlo e CAD, as proteínas Apo-A1, Apo-E e Gal-3 exibiram níveis mais elevados no grupo controlo em comparação com o grupo CAD. A análise bibliométrica mostrou a relação entre as proteínas, a CAD e o DBS. O DBS mostrou-se um método eficaz no reconhecimento da CAD, uma vez que, os resultados permitiram a validação das técnicas de espetrometria de massa e western blot no dry blood spot para a CAD. A análise bibliométrica confirmou a associação da doença arterial coronária, o dry blood spot e as proteínas. Sendo este estudo o primeiro que integra uma análise de espetrometria de massa, western blot e análise bibliométrica com a técnica de DBS para a doença arterial coronária, são necessários mais estudos no futuro para corroborar os resultados.