Malaria is one of the most prevalent infectious diseases worldwide and remains to be a major public health problem in most parts of the world with more than 250 million cases and over one million deaths each year. The malaria parasite, Plasmodium, infects red blood cells (RBCs) and catabolizes hemoglobin which results in the formation of hemozoin. Using proteomic approaches, we compared the serum protein profiles of malaria patients and healthy individuals in order to identify malaria biomarkers. Furthermore, we used the malarial hemozoin to identify hemozoin-binding serum proteins, which can also serve as biomarkers in the malaria context. The comparison of serum protein profiles was achieved using the surface enhanced laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry (SELDI-TOF MS). Using this approach, we have identified 173 significant peaks (potential biomarkers) from two fractions (fraction 1 and 6) of CM10 and IMAC30 ProteinChips. Additionally, we used the malarial hemozoin to trap serum proteins and analyzed their potential as specific biomarkers. By coating hemozoin with serum proteins from malaria patients and healthy individuals in vitro, followed by a liquid chromatography tandem mass spectrometry (LC-MS/MS) analysis, we have identified 41 hemozoin-binding proteins. Our quantitative and functional analysis on the identified hemozoin-binding proteins using Scaffold and Blast2GO proteomic platforms revealed several malaria biomarkers such as gelsolin, apolipoprotein E, and serum amyloid A. The major function of the identified proteins was binding, which includes protein and lipid binding/transporter activities. The detection of biomarkers and the identification of hemozoin-binding proteins aid in the early detection of malaria and as diagnostic and therapeutic targets. / La malaria est l'une des maladies infectieuses les plus fréquentes dans le monde et demeure un problème de santé publique majeur dans plusieurs régions avec plus de 250 millions de cas et plus de 1 million de décès chaque année. Le parasite de la malaria, le Plasmodium, infecte les globules rouges et catabolyse l'hémoglobine ce qui résulte en la formation d'un pigment appelé hémozoïne. Utilisant une approche protéomique, nous avons comparé le profil protéique de sérums de patients atteints de la malaria avec ceux provenant d'individus sains afin d'identifier des biomarqueurs associés à la malaria. De plus, nous avons utilisé l'hémozoïne de la malaria afin d'identifier des protéines de sérums s'y liant, ces dernières pouvant également servir de biomarqueurs dans un contexte de malaria. La comparaison entre les profils protéiques de sérum a été effectuée par l'utilisation du SELDI-TOF MS (Surface enhanced laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry). Au moyen de cette technique, nous avons identifié 173 pics significatifs et potentiels biomarqueurs en utilisant des surface chromatographiques (proteinChips) possédant différentes affinités (CM10 étant échangeuse de cations et IMAC fixant des protéines via un métal) présents dans deux différentes fractions (fraction 1 et 6). Également, nous avons utilisé l'hémozoïne de la malaria afin de capturer des protéines sériques et nous avons étudié leur potentielle utilisation comme biomarqueurs spécifiques. Les protéines sériques provenant de patients atteints de la malaria ou d'individus sains liant des cristaux d'hémozoïne in vitro ont été analysées par chromatographie liquide couplée à la spectrométrie de masse (LC-MS/MS) menant à l'identification de 41 protéines liant l'hémozoïne. Notre étude quantitative et fonctionnelle utilisant les programmes Scaffold et Blast2GO sur les protéin
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.66961 |
| Date | January 2009 |
| Creators | Kassa, Fikregabrail |
| Contributors | Martin Olivier (Internal/Supervisor), Momar Ndao (Internal/Cosupervisor2) |
| Publisher | McGill University |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Coverage | Master of Science (Department of Microbiology & Immunology) |
| Rights | All items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated. |
| Relation | Electronically-submitted theses. |
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