TARGETED MULTI-OMICS: RAPID PLASMA PROFILING OF A BLADDER AND LUNG CANCER HUMAN COHORT

Význam tématu

Multi-omics analýza plazmy je zásadní pro objasnění komplexních biomolekulárních změn spojených s rakovinou plic a močového měchýře. Kombinace lipidomiky, metabolomiky a proteomiky umožňuje odhalit klíčové biomarkery a narušení biochemických drah, což je nezbytné pro včasnou diagnostiku, sledování terapie a vývoj cílených léčebných postupů.

Cíle a přehled studie

Studie si klade za cíl demonstrovat schopnost platformy MetaboQuan-R provést rychlé a cílené profilování plazmy pacientů s karcinomem plic a karcinomem močového měchýře. Klíčovými body jsou:

• Využití tří paralelních cílených metodik (acylkarnitiny, žlučové kyseliny, proteiny).
• Vyhodnocení rozdílů mezi pacienty s adenokarcinomem a spinocelulárním karcinomem plic, dále u papillárního a uroteliálního karcinomu močového měchýře.
• Stanovení statistické relevance zjištěných biomarkerů pomocí ANOVA, t-testu a multivariačních technik.

Použitá metodika

Pro každé vzorkování byla aplikována následující workflow:

• Příprava plazmy a separační chromatografie v režimu MetaboQuan-R s celkovou dobou běhu 3 minuty na vzorek.
• Cílené LC-MS/MS kvantifikace 128 acylkarnitinů a aminokyselin, žlučových kyselin v lineárních koncentracích od 156 do 2 500 ng/mL a multiplexní proteomická analýza.
• Kontrola kvality pomocí poolovaných QC vzorků a výpočet koeficientu variability (CV) s mediánem pod 10 % (u aminokyselin pod 5 %).
• Statistická analýza: jednocestná ANOVA, t-test s FDR korekcí (p<0,01), PCA pro posouzení separace skupin.

Použitá instrumentace

Platforma MetaboQuan-R společnosti Waters byla nasazena pro spojení vysokorychlostní UPLC separace s triple-quadrupolovým hmotnostním spektrometrem pro cílenou kvantifikaci metabolitů i proteinů.

Hlavní výsledky a diskuse

Výsledky ukázaly významné rozdíly mezi onemocněním a kontrolními vzorky:

• Acylkarnitiny: identifikováno celkem 9 markerů pro karcinom plic a 8 pro karcinom močového měchýře, např. C14:2, C8:1, C16:1 s výrazně zvýšenou expresí u plicního karcinomu.
• Žlučové kyseliny: většina markerů byla u plicního karcinomu down-regulována, pouze DCA a TCDCA vykázaly vyšší hladiny.
• Proteiny: detekováno 73 proteinů, z nichž několik (např. Alpha-1-acid glycoprotein 2, Hemoglobin subunit Beta, Leucine-rich alpha-2-glycoprotein) vykázalo signifikantní nárůst u obou typů nádorů; jedinou down-regulovanou složkou byl koagulační faktor XII.
• PCA a multivariační analýzy potvrdily jasnou separaci nádorových a kontrolních skupin, stejně jako rozdíl mezi podtypy plicního karcinomu.

Přínosy a praktické využití metody

Rychlá doba analýzy (3 minuty/vzorek) a vysoká citlivost umožňují:

• Vysokopropustné screenování plazmatických vzorků pro biomarker discovery.
• Implementaci v QA/QC laboratořích pro rutinní sledování onkologických markerů.
• Rychlou evaluaci terapeutických zásahů a stratifikaci pacientů.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekávané směry rozvoje zahrnují:

• Integraci multi-omics dat s genomikou a transcriptomikou pro hlubší pochopení patogeneze.
• Využití strojového učení pro identifikaci kombinovaných biomarkerových panelů.
• Aplikace v personalizované medicíně a longitudinální sledování pacientů.

Závěr

Platforma MetaboQuan-R prokázala robustní a rychlou analýzu plazmy s vysokou reprodukovatelností a schopností odhalit klíčové metabolické, lipidové a proteomické změny spojené s karcinomy plic a močového měchýře. Tato strategie poskytuje silný nástroj pro výzkum biomarkerů, klinickou diagnostiku i farmakologický vývoj.

Reference

1. https://www.cancerresearchuk.org/about-cancer/lung-cancer/survival
2. Liu et al., Cancer Lett. 2018;412:194-207.
3. Melone et al., Cell Death and Disease. 2018;9:228.