Profiling the Lipidome of Adrenal Cancer Tissues using Fast Chromatography Coupled with the Xevo™ MRT Mass Spectrometer

Význam tématu

Lipidová analýza nádorových tkání je v klinické praxi zásadní pro odhalení metabolických změn spojených s rozvojem a progresí onemocnění. Profil lipidů v adrenokortikálním karcinomu (ACC) umožňuje identifikovat biochemické markery, které mohou zlepšit diagnostiku, prognózu a nabídnout nové cíle pro terapii.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo aplikovat rychlou chromatografii spojenou s vysokorozlišujícím hmotnostním spektrometrem Xevo™ MRT na extrakty z benigních a ACC tkání. Hlavní body:

• Rozlišit benigní a karcinomové vzorky na základě statisticky významných rozdílů v lipidomech.
• Zajistit vysokou jistotu identifikace lipidů díky vysoké hmotnostní přesnosti.
• Prokázat možnosti kvalitativního a relativního kvantitativního měření v jednom po sobě jdoucím záznamu (MSE).
• Integrace výsledků do softwarových nástrojů pro biologickou a pathway analýzu.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky benigních i ACC tkání byly homogenizovány a extrahovány v dvoufázovém protokolu methanol–voda a dichlormethan–methanol. Po odpaření byl extrakt rekonstituován a odstraněny částice filtrací.

Instrumentace:

• ACQUITY Premier UPLC systém s CSH C18 kolonou (1,7 μm, 2,1×50 mm).
• Xevo MRT Mass Spectrometer s datově nezávislou akvizicí MSE (20 Hz, pozitivní a negativní ionizace).
• MetaboAnalyst pro statistické zpracování a LIPEA/KEGG pro pathway analýzu.

Hlavní výsledky a diskuse

Multivariační statistika (PCA, VIP, korelační analýza) ukázala jasné oddělení benigních vzorků od ACC s vysokou reprodukovatelností QC. Identifikace se opírala o databáze LipidMaps a interní knihovnu s masovou přesností < 1 ppm. Mezi nejvíce dysregulované patří ceramidy a volné mastné kyseliny. Pathway analýza poukázala na význam glycerofosfolipidového metabolismu, metabolismu cholinu a biosyntézy mastných kyselin, které souvisí s růstem a progresí nádorů.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda umožňuje:

• Rychlé oddělení lipidů během 6,5 min chromatografie.
• Souběžné kvalitativní a relativní kvantitativní vyhodnocení v jednom běhu (MSE).
• Vysoce přesné identifikace (sub-1 ppm) pro spolehlivou databázovou anotaci.
• Integraci s pokročilými bioinformatickými nástroji pro hlubší biologické porozumění.

Budoucí trendy a možnosti využití

V dalším vývoji lze očekávat:

• Rozšíření workflow o cílené kvantitativní metody a isotopové interní standardy.
• Automatizovanou interpretaci lipidových dat s využitím umělé inteligence.
• Propojení lipidomiky s dalšími „omics“ technologiemi pro komplexní pohled na nádorovou biologii.
• Využití získaných biomarkerů v personalizované onkologii a monitoringu léčby.

Závěr

Rychlá chromatografie spojená s Xevo MRT Mass Spectrometerem nabízí robustní přístup k profilování lipidomu ACC tkání. Díky vysoké hmotnostní přesnosti a MSE akvizici lze v jednom běhu získat kvalitativní i relativní kvantitativní data. Integrace s bioinformatikou odhaluje klíčové metabolické dráhy spojené s karcinogenezí a otevírá cestu k novým diagnostickým a terapeutickým strategiím.

Reference

1. Want EJ, Collect RE, et al. Global metabolic profiling of animal and human tissues via UPLC-MS. Nature Protocols. 2013;8:17–32.
2. Pang Z, Chong J, et al. MetaboAnalystR 4.0: a unified LC-MS workflow for global metabolomics. Nature Communications. 2024; doi:10.1038/s41467-024-48009-6.
3. Glunde K, Jie X, Bhujwalla ZM. Choline metabolism in malignant transformation. Nature Reviews Cancer. 2011;11:835–848.
4. Koundouros N, Poulogiannis G. Reprogramming of fatty acid metabolism in cancer. British Journal of Cancer. 2020;122:4–22.
5. Chen J, Li X, et al. PLA2G4A and ACHE modulate lipid profiles via glycerophospholipid metabolism in platinum-resistant gastric cancer. Journal of Translational Medicine. 2024;22:249.
6. Adrenal tumors in children and adolescents. European Society for Paediatric Oncology. Verze 8.0.