Metabolomics of Vitreous Humourfrom Retinoblastoma Patients

Význam tématu

Metabolomika vitreózní humoru nabízí cenný nástroj pro odhalení biochemických změn spojených s retinoblastomem, nejčastějším dětským očním nádorem. Tato metoda umožňuje identifikovat exo-metabolity nádoru v tekutině nejblíže postižené tkáni a přispívá k lepšímu pochopení molekulárních mechanismů onemocnění.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo charakterizovat metabolické profily vitreózní humoru u pacientů s retinoblastomem ve srovnání s kontrolami. Celkem bylo analyzováno 9 vzorků od pacientů a 2 vzorky od kontrol. Identifikace diferencovaných metabolitů měla prokázat přímé nebo nepřímé spojení s patologickými drahami v rakovinných buňkách.

Použitá metodika a instrumentace

Pro extrakci metabolitů byl použit roztok metanol:etanol (1:1). Analýza proběhla dvěma doplňujícími přístupy:

• LC-QTOF-MS s elektrospray ionizací v pozitivním i negativním módu
  Columns: ZORBAX RRHD SB-Aq, Poroshell 120 HILIC
  Přístroj: Agilent 6550 QTOF
• GC-QTOF-MS s EI zdrojem
  Column: DB-5ms
  Přístroj: Agilent 7200 Q-TOF spojený s 5975C MSD
  Metoda: Fiehn RTL

Data byla zpracována v softwaru MassHunter Qualitative, Profinder a Agilent Unknown Analysis (Fiehn RTL library), kombinovaná s genetickými expresními daty v GeneSpring 13.1.

Hlavní výsledky a diskuse

Analýza odhalila více než 1000 metabolických rysů, z toho 350 diferencovaných metabolitů (p≤0,05, fold change ≥2). Mezi klíčové nálezy patří:

• Up-regulace fosfatidylcholinů, ether-fosfatidylethanolaminů, ceramidů a sfingomyelinů
• Výrazné zvýšení ether lipidů (až 5násobně) a karntininů
• Alterace peroxisomálního metabolismu indikovaná změnami v biosyntéze ether lipidů
• Statistická analýza a hierarchické shlukování jasně odlišily vzorky s vysokým rizikem, nízkým rizikem a bez rizika
• Pathway analýza ukázala zapojení drah jako AMPK, HIF-1, glykolýza/glukoneogeneze, metabolismus aminokyselin a lipidů

Přínosy a praktické využití metody

Metabolomické profilování vitreózní humoru umožňuje:

• Identifikaci nových biomarkerů pro diagnostiku a prognózu retinoblastomu
• Propojení metabolických změn s genovou expresí a vývojem cílených terapií
• Možnost minimalizace invazivity skrze alternativní tekutiny (slzy) při budoucích studiích

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření multi-omics přístupů a integrace s proteomikou a genomikou
• Validace objevených markerů ve větších kohortách a klinické fázi
• Vývoj neinvazivních metod odběru vzorků a simplifikace analytického workflow
• Využití pokročilých vysoko rozlišujících hmotnostních spektrometrů a AI pro analýzu dat

Závěr

Metabolomika vitreózní humoru přinesla nové poznatky o lipidovém a peroxisomálním metabolismu u retinoblastomu. Kombinace LC-QTOF-MS a GC-QTOF-MS spolu s multi-omics analýzou otevírá cestu k lepší diagnostice, prognóze a personalizované léčbě této dětské oční malignity.

Reference

• Gundimeda S. et al., Metabolomics of Vitreous Humour from Retinoblastoma Patients, Metabolomics 2015, Poster 018