Plasma-metabolomics als een hulpmiddel om PET-positieve kwaadaardige kwaadaardige te onderscheiden van PET-positieve goedaardige knobbeltjes

PET-CT is een onmisbare techniek in het stadium van longkanker, waarbij bijna geen longlaesie onopgemerkt blijft omdat de gevoeligheid ervan 96%bereikt. PET-CT slaagt er echter vaak niet in om te discrimineren tussen kwaadaardige en niet-kwaadaardige PET-positieve SPN's met een specificiteit van slechts 23%. 40-50% van die patiënten wordt geadviseerd om hun CT na drie tot zes maanden te herhalen om de progressie van hun laesies op te volgen, waardoor een duidelijke en correcte diagnose van kanker en daaropvolgende therapie wordt vertraagd. Meer dan 10% van de patiënten met een niet-gemetastasiseerde SPN op de PET-CT-scan ontvangt een onnodige operatie vanwege deze diagnostische onzekerheid.

Vanwege deze huidige uitdagingen zullen de onderzoekers op zoek zijn naar metabolietbiomarkers die discriminatie tussen goedaardige en kwaadaardige SPN's mogelijk maken. Biomarkers worden gedefinieerd als "kenmerken die objectief worden gemeten en geëvalueerd als indicatoren van normale biologische processen, pathologische processen of farmacologische reacties op therapeutische interventies". Dit onderzoek zal zich richten op op metabolomica gebaseerde/metabolietbiomarkers, omdat metabole herprogrammering een van de kenmerken van kankercellen is. Zodra de ziekte zich voordoet, zullen kankercellen hun metabolisme herprogrammeren om te voldoen aan het verhoogde proliferatiepercentage en het energieverbruik. Veranderingen in metabolisme resulteren in veranderingen in de concentratie van metabole eindproducten, metabolieten, zowel intra- als extracellulair. Dit principe zorgt voor de detectie van kwaadaardige SPN's door metabolietconcentraties in plasma te meten.

De klinische toepasbaarheid van metabolietbiomarkers werd duidelijk uit eerder gepubliceerd werk. Met behulp van proton nucleaire magnetische resonantie (1H-NMR) gebaseerde metabolomics, toonde een eerdere studie van onze onderzoeksgroep aan dat een enkele plasma-glutamaatanalyse de discriminatieve specificiteit van de PET-CT-scans zou kunnen verhogen van 23% tot 81% in een PET-positieve patiëntenpopulatie. Verdere ontwikkeling en optimalisatie zijn echter nog steeds nodig om een klinische fase te bereiken.

Deze prospectieve studie zal niet alleen plasma -glutamaatniveaus bestuderen, maar ook de plasmaspiegels van 61 extra metabolieten. Deze 61 extra metabolieten werden geïdentificeerd in plasma in een eerdere studie uitgevoerd door onze onderzoeksgroep met behulp van 1H-NMR. is van deze metabolieten, waaronder lactaat, acetaat, cysteïne en asparagine, is al aangetoond dat het aanzienlijk bijdraagt aan kwaadaardige processen. Naast het opnemen van meer metabolieten in vergelijking met de eerder uitgevoerde studie, zal een andere techniek dan 1H-NMR worden gebruikt. Hoewel 1H-NMR wordt gekenmerkt door zijn niet-destructieve en snelle monsterbereiding en kwantitatieve aard, is het een zeer dure techniek die meestal niet beschikbaar is in de meeste ziekenhuizen. Aangezien deze studie tot doel heeft plasmasabolieten te vinden die kunnen dienen als klinische biomarkers voor het onderscheid tussen goedaardige en kwaadaardige SPN's, zal een breder beschikbare techniek worden gebruikt, genaamd krachtige vloeistofchromatografie (HPLC).

Aangezien de 61 -metabolieten van belang kunnen worden onderverdeeld in meerdere chemische klassen, zoals aminozuren en organische zuren, zijn verschillende HPLC -methoden vereist. Na de ontwikkeling van een geschikte methode voor metabolietidentificatie en kwantificering zullen plasmamonsters worden gemeten en worden metabolieten gekwantificeerd. Door het vergelijken van metabolietconcentraties in plasmamonsters afgeleid van patiënten met een goedaardige SPN en een kwaadaardige SPN, willen de onderzoekers significante verschillen vinden in metabolietconcentraties tussen deze twee groepen. Aanzienlijk veranderde metabolieten kunnen vervolgens mogelijk dienen als plasmabiomarkers voor het onderscheid van goedaardige en kwaadaardige SPN's, waardoor de diagnostische nauwkeurigheid wordt verbeterd.