MALDI Imaging of 13C6-Glucose Uptake Measured in TCA Metabolites from Glioblastoma Mouse Brain

Význam tématu

Studium metabolického toku glukózy v glioblastomu je klíčové pro pochopení Warburgova efektu a intracerebrální heterogenity nádorové tkáně. Prostorové mapování inkorporace 13C-glukózy do TCA cyklu umožňuje detailní analýzu rozdílů mezi zdravou a nádorovou oblastí v rámci jednoho vzorku.

Cíle a přehled studie

Cílem bylo vizualizovat a kvantifikovat přijetí 13C6-glukózy do TCA metabolitů v myším modelu glioblastomu s pacientskými xenografty. Studie porovnala zdravé a nádorové oblasti mozku po intraperitoneální aplikaci štěpného 13C-glukózového trapače a demonstrovala schopnost MALDI Imagingu rozlišit tyto oblasti.

Použitá metodika

Mladé myši s PDX glioblastomem dostaly 13C6-glukózu v časech 0 a 30 minut před obětováním v 60. minutě. Mozkové řezy byly potaženy NEDC matricí a analyzovány MALDI-2 metodou v negativním ionovém módu s 20 µm rozlišením. Data byla segmentována v SCiLS Lab a anotována v MetaboScape. Pomocí R skriptu a SCiLS REST API byly vypočteny relativní izotopové zastoupení M+0 až M+n.

Použitá instrumentace

• MALDI-2 spektrometr timsTOF fleX (Bruker)
• HTX M3+ sprayer pro nanášení matric
• Software SCiLS Lab 2023a pro segmentaci image dat
• MetaboScape 2023a pro anotaci
• R a SCiLS REST API pro izotopovou kvantifikaci

Hlavní výsledky a diskuse

Segmentační analýza jasně oddělila zdravou a nádorovou tkáň a rovněž ošetřená vs. kontrolní zvířata. Ion images pro M+0 až M+4 izotopologové ukázaly rozdílné profily inkorporace 13C mezi oblastmi. Nádorová tkáň vykazovala změněné rozložení TCA metabolitů, což potvrdily i ROC křivky a PCA analýza. Výsledky byly v souladu s komplementárními LC-MS měřeními.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda umožňuje prostorové měření metabolického toku štěpných izotopů přímo v tkáňových řezech, což je cenné pro výzkum intratumorální heterogenity, hodnocení účinků terapeutik a vývoj nových diagnostických a výzkumných postupů.

Budoucí trendy a možnosti využití

Další rozvoj zahrnuje aplikaci na různé typy nádorů, kombinaci s jinými omickými technologiemi, zdokonalení softwarové analýzy pomocí umělé inteligence a možnou translaci do preklinických i klinických studií.

Závěr

Ukázalo se, že MALDI Imaging s použitím 13C6-glukózy je efektivní nástroj pro prostorové sledování TCA metabolitů v glioblastomovém modelu. Metodika otevírá nové možnosti pro detailní studium metabolických drah v nemocné tkáni.