Metabolomika w osoczu jako narzędzie do odróżnienia złośliwego pod względem zwierząt domowych od łagodnych guzków z dodatnimi zagadkami dla zwierząt domowych

PET-CT jest niezbędną techniką oceny raka płuc, w której prawie żadna zmiana płuc nie jest niewykryta, ponieważ jej czułość osiąga 96%. Jednak PET-CT często nie rozróżnia złośliwych i niezłośliwych SPN z dodatnim punktem PET o specyficzności zaledwie 23%. 40-50% tych pacjentów zaleca się powtórzenie CT po trzech do sześciu miesiącach, aby kontynuować postępy zmian, opóźniając wyraźną i prawidłową diagnozę raka, a następnie terapię. Ponad 10% pacjentów z niezmienionym SPN na skanie PET-CT otrzymuje niepotrzebną operację z powodu tej niepewności diagnostycznej.

Z powodu tych obecnych wyzwań śledczy będą szukać biomarkerów metabolitów, które umożliwiają dyskryminację łagodnych i złośliwych SPN. Biomarkery są zdefiniowane jako „cechy, które są obiektywnie mierzone i ocenione jako wskaźniki normalnych procesów biologicznych, procesów patologicznych lub reakcji farmakologicznych na interwencje terapeutyczne”. Badania koncentrują się na biomarkerach na bazie metabolomiki/metabolitów, ponieważ przeprogramowanie metaboliczne jest jedną z cech komórek rakowych. Gdy tylko powstanie choroba, komórki rakowe przeprogramują ich metabolizm w celu spełnienia zwiększonego wskaźnika proliferacji i zużycia energii. Zmiany w metabolizmie powodują zmiany w stężeniu metabolicznych produktów końcowych, metabolitów, zarówno wewnątrz-, jak i pozakomórkowych. Ta zasada pozwala na wykrycie złośliwych SPN poprzez pomiar stężenia metabolitu w osoczu.

Kliniczne zastosowanie biomarkerów metabolitów stało się jasne z wcześniej opublikowanych prac. Zastosowanie metabolomiki opartej na protonowym rezonansie magnetycznym (1H-NMR), wcześniejsze badanie naszej grupy badawczej wykazało, że analiza glutaminianowa w osoczu może zwiększyć dyskryminującą specyficzność skanów PET-CT z 23% do 81% w populacji pacjentów z dodatnim poziomem PET. Jednak dalszy rozwój i optymalizacja jest nadal potrzebna do osiągnięcia fazy klinicznej.

To prospektywne badanie nie tylko bada poziomy glutaminianu w osoczu, ale także poziomy w osoczu 61 dodatkowych metabolitów. Te 61 dodatkowych metabolitów zidentyfikowano w osoczu w poprzednim badaniu przeprowadzonym przez naszą grupę badawczą przy użyciu 1H-NMR. Wykazano już, że z tych metabolitów, w tym mleczan, octan, cysteina i asparagina, znacząco przyczyniają się do procesów złośliwych. Oprócz włączenia większej liczby metabolitów w porównaniu z wcześniej przeprowadzonym badaniem, zostanie zastosowana inna technika inna niż 1H-NMR. Mimo że 1H-NMR charakteryzuje się jego nieniszczącym i szybkim przygotowaniem próbki oraz natury ilościowej, jest to bardzo kosztowna technika, która jest zwykle niedostępna w większości szpitali. Ponieważ to badanie ma na celu znalezienie metabolitów w osoczu, które mogą służyć jako biomarkery kliniczne dla rozróżnienia między łagodnymi i złośliwymi SPN, zastosowana zostanie bardziej szeroko dostępna technika, zwana wysokowydajną chromatografią cieczową (HPLC).

Ponieważ 61 interesujących metabolitów można podzielić na wiele klas chemicznych, takich jak aminokwasy i kwasy organiczne, wymagane będą różne metody HPLC. Po opracowaniu odpowiedniej metody identyfikacji i kwantyfikacji metabolitów zostaną zmierzone próbki osocza, a metabolity zostaną określone ilościowo. Porównując stężenie metabolitów w próbkach w osoczu pochodzących od pacjentów z łagodnym SPN i złośliwym SPN, badacze mają na celu znalezienie istotnych różnic w stężeniach metabolitów między tymi dwiema grupami. Znacząco zmienione metabolity mogą następnie potencjalnie służyć jako biomarkery w osoczu w celu rozróżnienia łagodnych i złośliwych SPN, co poprawiając dokładność diagnostyczną.