La compréhension de la Protéomique des os est essentielle pour le traitement de maladies telles que l'ostéoporose. Cependant, la meilleure manière d'extraire les protéines nécessaires à cette analyse est controversée parmi les chercheurs. L'os est minéralisé et presque solide ; les méthodes classiques d'extraction de protéines ne peuvent donc pas être appliquées.
Une méthode efficace d'extraction de protéines à partir d'os a été développée par une équipe de l'Institute of Chemical Physics de la CAS de Dalian menée par ZOU Hanfa, en collaboration avec le "Shanghai Tissue Engineering Research and Development Center" à Shanghai et l'Université de Suzhou. Ces travaux ont été publiés dans le "Journal of Proteome Research".
La majorité des études en Protéomique sur l'os utilisent des cultures d'ostéoblastes et les ostéoclastes. Cependant, ces systèmes sont peu susceptibles de représenter l'expression des protéines in vivo des cellules d'os, qui sont normalement incluses dans une matrice d'hydroxyapatite. D'autres chercheurs ont essayé d'extraire des protéines à partir de l'os en le réduisant finement, un processus très long et contraignant. En outre, la pulvérisation d'os tend à extraire de grandes quantités de protéines structurales fortement abondantes telles que les collagènes et les protéoglycanes, qui peuvent masquer la détection de protéines présentes à plus faible dose.
Zou et son équipe ont extrait des protéines à partir de crâne de chien par déminéralisation en utilisant de l'acide chlorhydrique. Ils ont utilisé une technique dite de "shotgun proteomics" basée sur une séparation par des chromatographies liquides multidimensionnelles au niveau peptidique, après avoir hydrolysé enzymatiquement le protéome non séparé. Ce processus enlève le calcium et d'autres minerais du tissu d'os et dissout la matrice minérale tout en maintenant la majeure partie de la matrice organique intacte. Le protocole séquentiel comporte quatre phases d'extraction et peut extraire exhaustivement ces protéines à partir de l'os pour une analyse précise. Les chercheurs ont identifié 2479 protéines uniques des quatre extraits d'os.
L'approche de "shotgun proteomics" est essentielle pour développer la méthode d'extraction de protéines par déminéralisation d'os. Les conditions fortement acides utilisées pour la déminéralisation d'os sont susceptibles de dégrader des protéines, ce qui est un souci important pour des techniques conventionnelles d'analyse de protéines. Si des protéines sont dégradées dans des fragments par l'acide, elles ne peuvent pas être séparées et identifiées par les méthodes qui fonctionnent au niveau de protéine, tel que 2DE.
Peu de recouvrements ont été trouvé parmi les quatre extraits de protéines du protocole séquentiel d'extraction ; ceci indique que les étapes sont complémentaires. La plus grande proportion de protéines (40.5%) étaient solubles dans l'acide et ont été extraites par l'acide chlorhydrique de 1.2 M dans l'étape de déminéralisation d'os. La plupart des protéines de collagènes et protéoglycanes n'étaient pas parmi les 10 peptides principaux. Le collagène a été converti en gélatine insoluble de matrice d'os pendant la déminéralisation avec de l'acide chlorhydrique. La faible quantité de protéoglycanes n'est pas encore expliquée.
Le rendement exceptionnellement bas de ces protéines structurales a ainsi permis l'analyse d'autres protéines.
