Plasmametabolomics som et verktøy for å skille kjæledyr-positive ondartet fra kjæledyr-positive godartede knuter

PET-CT er en uunnværlig teknikk i iscenesettelse av lungekreft, der nesten ingen lungelesjon blir uoppdaget siden følsomheten når 96%. Imidlertid unnlater PET-CT ofte å diskriminere mellom ondartet og ikke-ondartet PET-positive SPN-er med en spesifisitet på bare 23%. 40-50% av disse pasientene anbefales å gjenta CT etter tre til seks måneder for å følge opp lesjonenes progresjon, og forsinke en klar og riktig kreftdiagnose og påfølgende terapi. Mer enn 10% av pasientene med en ikke-metastasert SPN på PET-CT-skanningen får en unødvendig operasjon på grunn av denne diagnostiske usikkerheten.

På grunn av disse nåværende utfordringene vil etterforskerne søke etter metabolittbiomarkører som tillater diskriminering mellom godartede og ondartede SPN -er. Biomarkører er definert som "egenskaper som måles objektivt og evaluert som indikatorer for normale biologiske prosesser, patologiske prosesser eller farmakologiske responser på terapeutiske intervensjoner". Denne forskningen vil fokusere på metabolomika-baserte/metabolitt biomarkører, ettersom metabolsk omprogrammering er et av kjennetegnene til kreftceller. Så snart sykdommen oppstår, vil kreftceller omprogrammere metabolismen for å oppfylle den økte spredningshastigheten og energiforbruket. Endringer i metabolisme resulterer i endringer i konsentrasjonen av metabolske sluttprodukter, metabolitter, både intra- og ekstracellulære. Dette prinsippet muliggjør påvisning av ondartede SPN -er ved å måle metabolittkonsentrasjoner i plasma.

Den kliniske anvendeligheten av metabolittbiomarkører ble tydelig fra tidligere publisert arbeid. Ved å bruke proton nukleær magnetisk resonans (1H-NMR) -basert metabolomics, demonstrerte en tidligere studie av vår forskningsgruppe at en enkelt plasmaglutamatanalyse kunne øke PET-CT-skanningenes diskriminerende spesifisitet fra 23% til 81% i en PET-positiv pasientpopulasjon. Imidlertid er det fortsatt behov for videre utvikling og optimalisering for å nå en klinisk fase.

Denne prospektive studien vil ikke bare studere plasmaglutamatnivåer, men også plasmanivåene til 61 ekstra metabolitter. Disse 61 ekstra metabolittene ble identifisert i plasma i en tidligere studie utført av vår forskningsgruppe ved bruk av 1H-NMR. Iseveral av disse metabolittene, inkludert laktat, acetat, cystein og asparagin, har allerede vist seg å bidra betydelig til ondartede prosesser. I tillegg til å inkludere flere metabolitter sammenlignet med den tidligere utførte studien, vil en annen teknikk annet enn 1H-NMR bli brukt. Selv om 1H-NMR er preget av dens ikke-destruktive og raske prøveforberedelse og kvantitativ karakter, er det en veldig kostbar teknikk som vanligvis ikke er tilgjengelig i de fleste sykehus. Siden denne studien tar sikte på å finne plasmametabolitter som kan tjene som kliniske biomarkører for skillet mellom godartede og ondartede SPN-er, vil en mer tilgjengelig teknikk bli brukt, kalt høyytelsesvæskekromatografi (HPLC).

Ettersom de 61 metabolitter av interesse kan kategoriseres i flere kjemiske klasser, for eksempel aminosyrer og organiske syrer, vil det være nødvendig med forskjellige HPLC -metoder. Etter utvikling av en passende metode for identifisering og kvantifisering av metabolitt, vil plasmaprøver bli målt, og metabolitter vil bli kvantifisert. Ved å sammenligne metabolittkonsentrasjoner i plasmaprøver avledet fra pasienter med en godartet SPN og en ondartet SPN, har etterforskerne som mål å finne signifikante forskjeller i metabolittkonsentrasjoner mellom disse to gruppene. Betydelig endrede metabolitter kan da potensielt tjene som plasmabiomarkører for skillet av godartede og ondartede SPN -er, og dermed forbedre diagnostisk nøyaktighet.