Ovarian cancer is the fourth most common cancer in women in the Western world. In a pilot scale study, we highlight changes in the total serum glycome of patients with advanced ovarian cancer that might shed insight into disease pathogenesis. These changes include increases in levels of core fucosylated, agalactosyl biantennary glycans (FA2) and sialyl Lewis x (SLex). To investigate further which proteins contribute to these alterations, we developed technology to analyze simultaneously the glycosylation of protein glycoforms contained in single spots excised from a 2D gel (<1 ng protein). The acute-phase proteins, haptoglobin, α1-acid glycoprotein, and α1-antichymotrypsin from patients contained elevated levels of subsets of glycoforms containing SLex. We also established that IgG heavy chains from patients contained twice the level of FA2 compared with healthy controls. Serum CA125 is the only biomarker that is used routinely, and there is a need for complementary markers that will improve both sensitivity and specificity. There was some preliminary indication that combinations of changes in the serum glycome might improve the separation of ovarian cancer and benign tumors; however, a larger study using data receiver operating characteristic curves will be required to draw any firm conclusions.

Summary Parkinson’s Disease (PD) associated state of neuroinflammation due to the aggregation of aberrant proteins is widely reported. One type of post-translational modification involved in protein stability is glycosylation. Here, we aimed to characterise the human Parkinsonian nigro-striatal N -glycome, and related transcriptome/proteome, and its correlation with endoplasmic reticulum stress and unfolded protein response (UPR), providing a comprehensive characterisation of the PD molecular signature. Significant changes were seen upon PD: 3% increase in sialylation and 5% increase in fucosylation in both regions, and 2% increase in oligomannosylated N -glycans in the substantia nigra. In the latter, a decrease in the mRNA expression of sialidases and an upregulation in the UPR pathway were also seen. To show the correlation between these, we also describe an in vitro functional study where changes in specific glycosylation trait enzymes (inhibition of sialyltransferases) led to impairments in cell mitochondrial activity, changes in glyco-profile and upregulation in UPR pathways. This complete characterisation of the human nigro-striatal N -glycome provides an insight into the glycomic profile of PD through a transversal approach while combining the other PD “omics” pieces, which can potentially assist in the development of glyco-focused therapeutics.

Abstract Intervertebral disc (IVD) degeneration is one of the major contributing causes of low back pain (LBP), a common health issue that imposes a significant socio-economic burden on society. Previous work has demonstrated a dysregulated glycome in animal models of IVD degeneration; however, the role of glycosylation in pathogenesis is unknown. The objective of this study was to characterise altered glycan expression in IVD degeneration and elucidate the functional role of this response. Glycans in human healthy (n=6) and degenerated IVD (n=6) were examined through UPLC-MS and MALDI-IMS. These findings were correlated with proteomic analysis by LC-MS and functional in vitro studies using RNA sequencing. IVD degeneration was associated with a hypersialylated N- glycome, predominantly α-2,6 linked sialic acid. Confirming hypersialylation, we investigated sialylation’s functional role through mechanistic studies using a sialylation inhibitor (3Fax-peracetyl Neu5Ac). Sialylation inhibition in vitro modulated inflammatory and metabolic pathways, demonstrating a functional role for glycosylation in IVD degeneration. Brief summary IVD degeneration is associated with altered glycosylation, a potential target for new therapies.