Thesis (M.Sc)-Cairo University, 2024.

Bibliography: pages 101-156.

Breast cancer, the most frequent cancer in women, has survival rates depending on tumor features, treatment, and socioeconomic factors. Obesity affects breast cancer outcomes by hastening disease progression, increasing metastasis risk, and decreasing the efficacy of systemic treatments. The early diagnosis of lymph node metastasis (LNM), a major prognostic indication, remains difficult, emphasizing the need for novel diagnostic approaches. Extracellular vesicles (EVs), including exosomes, microvesicles (MVs) and apoptotic bodies, are circulating in blood and their cargo represents promising diagnostic markers. We aimed in this study to explore the potential of plasma-derived MVs as non-invasive biomarkers for LNM in obese breast cancer patients by profiling their proteomic content. We used differential centrifugation to isolate MVs from the plasma of 39 obese breast cancer patients with negative LNM (nLNM; n=19) and positive LNM (pLNM; n=20), and then performed a proteome study using liquid chromatography–mass spectrometry (LC-MS) and a proteases array to identify the MVs’ proteomic and proteases content. Our proteomic study demonstrated that MVs from pLNM patients contained more proteins than those from nLNM patients, including Fibronectin (FN). We further verified by Western blot and ELISA significantly higher FN levels in pLNM patients relative to nLNM patients. After establishing the link between FN and the syndecan family by STRING protein network analysis, our western blot analysis showed that only SDC2 was notably enriched in MVs from pLNM patients compared to those with nLNM. Various bioinformatics tools revealed the expression patterns and prognostic significance of SDC2, highlighting its link to LNM and breast cancer staging. Additionally, we utilized unbiased Proteome Profiler Human Protease Array to analyze proteases in MVs from obese breast cancer patients with nLNM and pLNM. Our findings reveal a decrease in several proteases in pLNM compared to nLNM, with matrix metalloproteinase-8 (MMP-8) being the only protease significantly increased by 2.2-fold. These results indicate that circulating MV-derived FN, SDC2, and MMP-8 may have a potential as non-invasive biomarkers for detecting LNM in breast cancer, offering new possibilities for managing metastatic disease. However, additional research is required to confirm their diagnostic value in a larger group of breast cancer patients.

سرطان الثدي، وهو أكثر أنواع السرطان شيوعًا بين النساء، لديه معدلات بقاء على قيد الحياة تعتمد على خصائص الورم، العلاج، والعوامل الاجتماعية الاقتصادية. تؤثر السمنة على نتائج سرطان الثدي من خلال تسريع تقدم المرض، زيادة خطر الانتشار، وتقليل فعالية العلاجات النظامية. يظل التشخيص المبكر لانتشار السرطان في العقد اللمفاوية(LNM) ، وهو مؤشر تنبؤي رئيسي، صعبًا، مما يبرز الحاجة إلى أساليب تشخيص جديدة. في عينات الدم، تشمل الحويصلات التي تدور خارج الخلية (EVs) على الإكسوسومات، الحويصلات الدقيقة(MVs) وجسيمات الموت المبرمج .تبحث هذه الدراسة في إمكانية استخدام MVs من البلازما كمؤشرات حيوية غير توغلية لـ LNM في مريضات سرطان الثدي البدينات من خلال تحليل محتواها الجزيئي. لقد استخدمنا الطرد المركزي التفاضلي لعزل MVs من بلازما 39 مريضة بسرطان الثدي البدينات، وقسمناهم إلى مجموعتين: أولئك الذين لديهم نتائج سلبية للعقد اللمفاويةnLNM) ، عدد =19 (وأولئك الذين لديهم نتائج إيجابية للعقد اللمفاويةpLNM) ، عدد =20)، ثم أجرينا دراسة بروتومية باستخدام LC-MS وشبكة أنزيمات البروتينات لتحديد بروتينات MV و أنزيمات البروتينات. أظهرت دراستنا البروتومية أن MVs من مرضى pLNM تحتوي على عدد أكبر من البروتينات المحددة مقارنة بتلك التي من مرضى nLNM ومن ضمنهم الفايبرونيكتين (FN) المتواجد في كلا المجموعتين. أظهرت وسائل التحقق باستخدام الواسترن بلوت وELISA أن مستويات FN كانت مرتفعة بشكل ملحوظ في مرضى pLNM مقارنةً بالذين يعانون من .nLNM بعد إثبات الصلة بين FN وعائلة السندكان من خلال تحليل شبكة البروتين STRING، أظهر تحليلنا الخاصة بالواسترن بلوت أن SDC2 فقط كان غنيًا بشكل ملحوظ في MVs من مرضى pLNM مقارنةً بتلك من مرضى .nLNM كشفت أدوات المعلوماتية الحيوية المختلفة عن أنماط التعبير الجيني والأهمية التنبؤية لـSDC2، مما يبرز ارتباطه بـ LNMومراحل سرطان الثدي. بالإضافة إلى ذلك، استخدمنا Proteome Profiler Human Protease Array Kit لتقييم أنزيمات البروتينات في MVs من مريضات سرطان الثدي البدينات مع nLNM و .pLNMتكشف نتائجنا عن انخفاض في العديد من أنزيمات البروتينات في pLNM مقارنةً بـ nLNM، مع زيادة أنزيم البروتين واحد فقط بشكل كبير بمقدار 2.2 ضعف وهو ميتالوبروتيناز-8 .(MMP-8) تشير هذه النتائج إلى أن FN و SDC2وMMP-8 المشتقين من MVs الدوارة لديهم إمكانية كمؤشرات حيوية غير جراحية لاكتشاف LNM في سرطان الثدي، مما يوفر إمكانيات جديدة للتعامل مع المرض الانتشاري. ومع ذلك، هناك حاجة إلى مزيد من البحث لتأكيد قيمتها التشخيصية في مجموعة أكبر من مرضى سرطان الثدي.

Issues also as CD.

Text in English and abstract in Arabic & English.