Plasma proteomics screening of neuropsychiatric disorders

Abstract

Mental Health Disorder refer to diseases that affect a person’s mood, thinking and behavior, leading to changes in the psychological, biological and developmental processes that are associated with normal mental functional. Nowadays there is a strong need to better understand the pathophysiology of these diseases to determine the affected pathways and also to discover new biomarkers. Schizophrenia and Bipolar Disorder are two mental disorders whose diagnoses are made through a set of clinical indicators, patient history and observed symptoms, potentially leading to a delay in diagnosis or even a misdiagnosis. A more precise and early diagnosis may allow for a better quality of life for the patient and thus, it is necessary to discover biomarkers that can diagnose and monitor these diseases. Proteomic analysis is a technique that allows the identification and quantification of proteins present in different biological samples in order to understand the molecular changes inherent to neuropsychiatric disorders. One of the most common approaches to a proteomic analysis is mass spectrometry, that allows identification and quantification of differentially expressed proteins from various biological samples. The present work details the state of the art of neuropsychiatric diseases, more focused on schizophrenia and bipolar disorder, and the advances in the discovery of biomarkers to improve both the diagnosis and the prognosis of these diseases. Furthermore, a presentation of the proteins identified and quantified in both high molecular weight fractionated and unfractionated plasma is made, as well as an analysis of the statistically significant proteins found for the comparison of healthy controls versus disease patients and for the comparison between schizophrenia and bipolar disorder patients.

As doenças do forro da saúde mental referem-se a doenças que afetam o humor, pensamento e comportamento de uma pessoa, levando a alterações nos processos psicológicos, biológicos e de desenvolvimento associadas a um normal funcionamento. Atualmente existe uma forte necessidade de compreender melhor a fisiopatologia associada a estas doenças de modo a possibilitar uma melhor compreensão das vias afetadas e também para a descoberta de biomarcadores. Esquizofrenia e Distúrbio Bipolar são duas doenças mentais cujos diagnósticos são feitos através de um conjunto de indicadores clínicos, historial do paciente e sintomas observados, o que pode levar a um atraso no mesmo. Um diagnóstico mais precoce possibilita uma melhor qualidade de vida para o paciente, pelo que é imperativa a descoberta de biomarcadores que possam diagnosticar o monitorizar estas doenças. A análise proteómica é uma técnica que permite identificar e quantificar proteínas presentes em diferentes amostras biológicas, de forma a perceber quais as alterações moleculares inerentes a doenças neuropsiquiátricas. Umas das abordagens mais comuns a uma análise proteómica é a espetrometria de massa, que permite a identificação e quantificação de proteínas expressas diferencialmente a partir de diversas amostras biológicas. O presente trabalho detalha o estado da arte das doenças neuropsiquiátricas, mais focado na esquizofrenia e no distúrbio bipolar, e os avanços na descoberta de possíveis biomarcadores para melhorar tanto o diagnóstico como o prognóstico da doença. Além disso, é feita uma apresentação das proteínas identificadas e quantificadas no plasma, com e sem fracionamento de alto peso molecular, bem como uma análise das proteínas estatisticamente significativas encontradas para a comparação de controlos saudáveis versus doentes e para a comparação entre pacientes com esquizofrenia e pacientes com distúrbio bipolar.