Tumor heterogeneity of glioblastoma analyzed via SpatialOMx and HiPLEX-IHC MALDI Imaging

Význam tématu

Glioblastom (GBM) patří mezi nejagresivnější primární nádory mozku s pětiletou přežívaností pod 10 %. Heterogenita nádorových buněk a jejich mikroprostředí ovlivňuje rezistenci k léčbě a riziko recidivy. Hodnocení prostorového rozložení metabolických poruch, zejména lipidů, je klíčové pro pochopení patobiologie GBM.

Cíle a přehled studie

Cílem bylo vyvinout kombinovaný postup SpatialOMx® a MALDI HiPLEX-IHC pro podrobnou 4D lipidomiku s prostorově rozlišenou distribucí lipidů a jejich ko-lokací s buněčnými markery v sekcích mozkové tkáně od pacientů s GBM a astrocytomem.

Použitá metodika a instrumentace

• Homogenizace čerstvě zmražených sekcí GBM a astrocytomu, extrakce lipidů metodou MTBE a analýza LC-MS/MS na timsTOF fleX s technologií PASEF a ion mobility (4D-Lipidomics).
• MALDI Imaging s MALDI-2 a TIMS pro prostorové zobrazení lipidové distribuce (rozlišení 20 µm).
• Odstranění matricového činidla, následné barvení dle protokolu AmberGen a MALDI HiPLEX-IHC pro detekci proteinových markerů (GFAP, Vimentin, Ki67, CD68, CD4, Collagen 1A1).

Hlavní výsledky a diskuse

• Identifikace přibližně 300 lipidů; některé fosfatidylcholiny (PC 36:1, PC 34:1) byly v GBM zvýrazněny, zatímco sfingomyeliny a další lipidové třídy vykazovaly odlišné regulace mezi GBM a astrocytomem.
• MALDI HiPLEX-IHC odhalila variabilní přítomnost imunitních buněk: CD4 T-lymfocyty dominovaly nádorovým oblastem, makrofágy (CD68) se částečně soustředily v oblastech s kolagenem, v některých vzorcích byly zjištěny i B-buňky.
• Korelace lipidové distribuce s proteiny umožnila prostorové mapování buněčně specifických metabolických profilů v tumor microenvironment.

Přínosy a praktické využití metody

• Metodika umožňuje detailní prostorové analýzy lipidů a proteinů na jediné tkáňové sekci.
• Integrace 4D lipidomiky s HiPLEX-IHC poskytuje hlubší vhled do patogeneze GBM a identifikaci potenciálních terapeutických cílů.

Budoucí trendy a možnosti využití

Další rozvoj technologií může přinést kvantitativní 4D analýzu dalších metabolických tříd, integraci s genomickými a transkriptomickými daty a uplatnění v personalizované medicíně pro optimalizaci cílené terapie nádorů.

Závěr

Propojení SpatialOMx® s MALDI HiPLEX-IHC představuje pokročilý nástroj k odhalení prostorové heterogenity lipidů a buněčných markerů v GBM, což otevírá cestu k novým biologickým poznatkům a cílům pro terapeutické zásahy.

Reference

1. Yagnik G. et al. J Am Soc Mass Spectrom. 2021;32(4):977–988.
2. Saito R.F. et al. Front Immunol. 2022;13:768606.
3. Khairunnisa A.R. et al. Metabolites. 2022;12(12):1280.