Metabolomics: LIPIDOMIC AND DESI IMAGING STUDY OF MOUSE LIVER DOSED WITH A TYROSINE KINASE INHIBITING DRUG

Význam tématu

Studium vlivu inhibitoru tyrosin kinázy Gefitinibu na lipidomický profil jaterní tkáně poskytuje cenné údaje o biochemických změnách spojených s farmakologickou akcí a potenciální hepatotoxicitou. Kombinace untargeted lipidomiky a DESI zobrazování umožňuje nejen kvantifikovat změny v koncentracích lipidů, ale také lokalizovat distribuci molekul přímo v tkáni.

Cíle a přehled studie / článku

Hlavním cílem bylo sledovat časový vývoj lipidomických změn v játrech myší po intravenózním podání Gefitinibu (10 mg/kg) ve vzorcích odebraných v časech 0,5, 1, 3, 8 a 24 hodin. Studie kombinuje:

• Untargeted LC-IM-MS analýzu pro objev nových změn v lipidové biomatice
• Targeted LC-MS/MS screening klíčových lipidů metodou LipidQuan™
• DESI imaging pro mapování prostorové distribuce Gefitinibu a lipidů

Použitá metodika a instrumentace

Instrumentace:

• ACQUITY™ Premier CSH C18 kolona (2.1 × 100 mm, 1.7 µm) pro untargeted LC-IM-MS(TOF) s ion­mobility
  ionizace ESI v režimu pozit. a negat., oddělení pomocí Waters Xevo™ G2-XS
• ACQUITY™ Premier BEH Amide kolona (2.1 × 100 mm, 1.7 µm) pro HILIC LC-MS/MS na Tandem Quadrupole TQ-XS, LipidQuan™ workflow
• DESI™ XS zobrazovací modul na platformě SYNAPT™ XS pro přímou analýzu krájených tkáňových sekcí (tloušťka 10 µm)
• Software: Progenesis QI™ pro detekci špiček, LipoStar™ pro zpracování dat, MetaboAnalyst pro multivariační statistiku, HDI pro analýzu DESI dat

Hlavní výsledky a diskuse

Multivariační analýzy (PCA, PLS-DA) ukázaly jasné rozlišení vzorků po podání Gefitinibu oproti kontrole a časové uspořádání (0,5–1 h, 1–3 h, 3–8 h, 8–24 h). Exkluzí léku a jeho metabolitů se zvýraznily dysregulované lipidové dráhy. Mezi klíčové lipidy patřily fosfatidylethanolaminy (LPE18:0), fosfatidylcholiny (PC16:0/18:1), a fosfatidylglyceroly (PG16:0/18:1). DESI imaging potvrdilo prostorovou akumulaci Gefitinibu a korelaci distribuce vybraných lipidů s farmakokinetickými fázemi.

Přínosy a praktické využití metody

Implementované workflow umožňuje:

• Komplexní profilaci lipidomu z minimálního množství tkáně
• Rychlý screening stovek lipidů s vysokou specifičností
• Prostorové zobrazení distribuce léku a lipidů přímo na tkáni

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se rozšíření metodiky o multimodalní zobrazování kombinující DESI s dalšími MSI technikami, vylepšení databází kolizních průřezů (CCS) pro vyšší spolehlivost identifikací a aplikace v toxikologii, farmakokinetice a onkologii.

Závěr

Studie demonstrovala robustní lipidomické workflow spojující untargeted a targeted přístupy s DESI zobrazováním, které dohromady poskytují detailní časový i prostorový pohled na farmakologické účinky Gefitinibu v jaterní tkáni.

Reference

1. McKillop D. et al. Xenobiotica, 2005, 34, 914–934.
2. Molloy B.J. et al. Xenobiotica, 2021, 51, 434–446.
3. Want E. et al. Nat Protoc, 2013, 8, 17–32.
4. Chong J. et al. Nucleic Acids Res., 2018, 46, W486–W494.