Semi-Quantitative Mapping of Oncological Therapies with Mass Spectrometry Imaging

Význam tématu

Hepatocelulární karcinom představuje narůstající onkologickou výzvu a lokalizovaná aplikace doxorubicinu pomocí TACE snižuje systémovou toxicitu. Přesná lokalizace a semi-kvantitativní mapování distribuce léčiva v tkáni je klíčové pro optimalizaci terapie.

Cíle a přehled studie

Cílem bylo vyvinout a validovat přístup k mapování a semi-kvantitativnímu určení doxorubicinu v jaterní tkáni pomocí MALDI-MSI. Studie kombinuje model mimetické tkáňové homogenáty a in vivo experiment s TACE na prasečím modelu.

Použitá metodika a instrumentace

• Model mimetické tkáně: homogenát prasečích jater s definovanými koncentracemi DXR (3,9 až 125 mg/kg), kryosekce 12 μm.
• MALDI-MSI: Waters SYNAPT G2-Si IMS Q-ToF, HTX M5 Sprayer, matice DHB, pozitivní iontový mód, m/z 379,08.
• TACE procedura: katetrizace jaterního marginu u prasečího modelu, emulze DXR v lipiodolu, řízené zobrazování rentgenem a CT.

Hlavní výsledky a diskuse

• Optimalizace podmínek MALDI-MSI identifikovala pozitivní mód a výběr fragmentu m/z 379,08 jako nejcitlivější pro DXR.
• Kalibrační křivka z mimetického modelu prokázala lineární závislost s R2 > 0,99.
• MSI určila prostorové rozložení DXR v prasečí jaterní tkáni po TACE, což dokumentuje lokální koncentrace.
• Navrhuje se společné zpracování vzorku a standardů na jedné sklíčce pro zlepšení přesnosti semi-kvantifikace.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda umožňuje:

• Mapování lokálního rozložení protinádorových látek v tkáni.
• Polokvantitativní stanovení koncentrace DXR pro optimalizaci dávkování v TACE procedurách.
• Rychlou a prostorově rozlišenou analýzu bez nutnosti extrakce nebo chromatografické separace.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření na další protinádorová činidla a kombinované terapie.
• Integrace s 3D-MSI pro trojrozměrné zobrazení distribuce léčiv.
• Automatizace analýzy a validace v klinickém prostředí QA/QC.

Závěr

MALDI-MSI ve spojení s mimetickým modelem poskytuje spolehlivý nástroj pro prostorové a semi-kvantitativní hodnocení distribuce doxorubicinu po TACE. Doporučuje se zpracování vzorku a kalibračních standardů na jedné podložce pro maximální přesnost.

Reference

1. Petrick J L, Kelly S P, Altekruse S F, McGlynn K A, Rosenberg P S. Future of Hepatocellular Carcinoma Incidence in the United States Forecast Through 2030. J Clin Oncol. 2016;34(15):1787-1794.
2. Ahrar K, Gupta S. Hepatic artery embolization for hepatocellular carcinoma: technique, patient selection, and outcomes. Surg Oncol Clin N Am. 2003;12:105-126.
3. Barry J, Groseclose M R, Fraser D D, Castellino S. Revised Preparation of a Mimetic Tissue Model for Quantitative Imaging Mass Spectrometry. Prot Exchange. 2018 doi:10.1038/protex.2018.104.