Metabolomics of Vitreous Humourfrom Retinoblastoma Patients

Význam tématu

Retinoblastom představuje nejčastější maligní oční nádor u dětí a je způsoben inaktivací genu RB1 v sítnici. Metabolomika sklivce umožňuje odhalit specifické metabolity, které odrážejí biochemické změny v nádorové tkáni. Identifikace těchto markerů může přispět k lepšímu pochopení onemocnění, včasné diagnostice a optimalizaci léčebných postupů.

Cíle a přehled studie

Hlavním cílem studie bylo porovnat metabolický profil sklivce od 9 pacientů s retinoblastomem a 2 kontrolních dárců. Byla použita kombinace LC QTOF MS a GC QTOF MS analýz k identifikaci diferencovaných metabolitů. Výsledky byly integrovány s genovou expresí pomocí nástroje multi-omics v softwaru GeneSpring.

Použitá metodika a instrumentace

• Extrakce: 25 µl vzorku sklivce bylo zpracováno v poměru metanol etanol 1:1.
• LC QTOF MS: Agilent 6550 QTOF, kolony ZORBAX RRHD SB-Aq a Poroshell 120 HILIC, režimy pozitivní i negativní ionizace. Datová analýza pomocí MassHunter Qualitative, Profinder a databáze METLIN.
• GC QTOF MS: Agilent 7200 Q-TOF spojený s MS 5975C na kolóně DB-5ms, metodika Fiehn RTL, vyhledávání ve Fiehn RTL knihovně.
• Analýza lipidů: SimLipid software s podporou dat MS/MS.
• Multi-omics integrace: GeneSpring 13.1 MPP s modulům Pathway Architect pro společnou vizualizaci metabolomiky a genové exprese.

Hlavní výsledky a diskuse

• Bylo detekováno více než 1000 metabolitů pomocí LC QTOF a cca 200 pomocí GC QTOF.
• Statistická analýza odhalila 350 diferencovaných metabolitů (p ≤ 0,05, fold change ≥ 2).
• Korelační analýza a hierarchické seskupení ukázaly, že pacienti s vysokým rizikem tvoří samostatnou cluster skupinu.
• Signifikantně zvýšené hladiny fosfatidylcholinu, ether-fosfatidyl-ethanolaminu, ceramidů, sfingomyelinů, karnitinů a volných mastných kyselin.
• Nárůst ether lipidů naznačuje změněnou peroxisomální biosyntézu.
• Cestová analýza odhalila klíčové dráhy jako ABC transportery, glukolýzu, AMPK signál, sphingolipidovou metabolismus a detoxikaci xenobiotik.

Přínosy a praktické využití metody

Integrace LC QTOF a GC QTOF metod umožnila komplexní zmapování metabolického profilu sklivce. Identifikace specifických lipidů a malých molekul poskytuje potenciální biomarkery pro hodnocení rizika a monitorování odpovědi na léčbu. Multi-omics přístup zlepšuje mechanistické porozumění retinoblastomu.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Využití méně invazivních vzorků, například slzného sekretu, pro screening a monitorování onemocnění.
• Rozšíření kohorty pacientů a dlouhodobé studie pro validaci markerů.
• Integrace dalších omických vrstev, například proteomiky a lipidomiky, pro hlubší biologický kontext.
• Vývoj rychlých diagnostických nástrojů založených na sadu klíčových metabolitů.

Závěr

Studie metabolomiky sklivce u pacientů s retinoblastomem odhalila signifikantní změny ve složení lipidů a energetického metabolismu, které korelují s rizikovými skupinami. Kombinovaný multi-omics přístup poskytuje nové biologické poznatky a otevírá cestu k cíleným diagnostickým a terapeutickým strategiím.

Reference

• Gundimeda S, Lateef SS, Guha N a kol. Metabolomics of Vitreous Humour from Retinoblastoma Patients. Metabolomics 2015, Poster 018.