Plasmametabolomik som et værktøj til at skelne pet-positiv malign fra PET-positive godartede knuder

PET-CT er en uundværlig teknik i iscenesættelse af lungekræft, hvor næsten ingen lungelæsion går uopdaget, da dens følsomhed når 96%. PET-CT undlader imidlertid ofte at skelne mellem ondartede og ikke-maligne PET-positive SPN'er med en specificitet på kun 23%. 40-50% af disse patienter rådes til at gentage deres CT efter tre til seks måneder for at følge op på deres læsioneres progression, forsinke en klar og korrekt kræftdiagnose og efterfølgende terapi. Mere end 10% af patienterne med en ikke-metastaseret SPN på PET-CT-scanningen får en unødvendig operation på grund af denne diagnostiske usikkerhed.

På grund af disse aktuelle udfordringer vil efterforskerne søge efter metabolitbiomarkører, der tillader forskelsbehandling mellem godartede og ondartede SPN'er. Biomarkører er defineret som "egenskaber, der objektivt måles og evalueres som indikatorer for normale biologiske processer, patologiske processer eller farmakologiske responser på terapeutiske interventioner". Denne forskning vil fokusere på metabolomics-baserede/metabolitbiomarkører, da metabolisk omprogrammering er et af kendetegnene for kræftceller. Så snart sygdommen opstår, vil kræftceller omprogrammere deres stofskifte for at imødekomme den øgede proliferationshastighed og energiforbrug. Ændringer i metabolisme resulterer i ændringer i koncentrationen af metaboliske slutprodukter, metabolitter, både intra- og ekstracellulær. Dette princip muliggør påvisning af ondartede SPN'er ved at måle metabolitkoncentrationer i plasma.

Den kliniske anvendelighed af metabolitbiomarkører blev klar fra tidligere offentliggjort arbejde. Ved hjælp af proton nukleær magnetisk resonans (1H-NMR) -baseret metabolomik demonstrerede en tidligere undersøgelse af vores forskningsgruppe, at en enkelt plasmaglutamatanalyse kunne øge PET-CT-scanningens diskriminerende specificitet fra 23% til 81% i en PET-positiv patientpopulation. Imidlertid er der stadig behov for yderligere udvikling og optimering for at nå en klinisk fase.

Denne prospektive undersøgelse vil ikke kun undersøge plasmaglutamatniveauer, men også plasmaniveauerne på 61 yderligere metabolitter. Disse 61 yderligere metabolitter blev identificeret i plasma i en tidligere undersøgelse udført af vores forskningsgruppe under anvendelse af 1H-NMR. Ierveral af disse metabolitter, herunder laktat, acetat, cystein og asparagin, har allerede vist sig at væsentligt bidrage til ondartede processer. Udover at inkludere flere metabolitter sammenlignet med den tidligere udførte undersøgelse, vil der blive anvendt en anden teknik end 1H-NMR. Selvom 1H-NMR er kendetegnet ved dens ikke-destruktive og hurtige prøveforberedelse og kvantitativ karakter, er det en meget kostbar teknik, der normalt ikke er tilgængelig på de fleste hospitaler. Da denne undersøgelse sigter mod at finde plasmametabolitter, der kan tjene som kliniske biomarkører for sondringen mellem godartede og ondartede SPN'er, vil en mere bred tilgængelig teknik blive anvendt, kaldet højtydende væskekromatografi (HPLC).

Da de 61 metabolitter af interesse kan kategoriseres i flere kemiske klasser, såsom aminosyrer og organiske syrer, kræves forskellige HPLC -metoder. Efter udviklingen af en passende metode til metabolitidentifikation og kvantificering måles plasmaprøver, og metabolitter vil blive kvantificeret. Ved at sammenligne metabolitkoncentrationer i plasmaprøver afledt fra patienter med en godartet SPN og en ondartet SPN, sigter efterforskerne at finde signifikante forskelle i metabolitkoncentrationer mellem disse to grupper. Signifikant ændrede metabolitter kunne derefter potentielt tjene som plasmabiomarkører til sondring af godartede og ondartede SPN'er og derved forbedre diagnostisk nøjagtighed.