Плазменная метаболомика как инструмент для отличия PET-положительного злокачественного новокачественного от PET-позитивных доброкачественных узелков

PET-CT является незаменимой техникой в постановке рака легких, где почти никакое поражение легких остается незамеченным, поскольку его чувствительность достигает 96%. Тем не менее, PET-CT часто не может различать злокачественные и незлокачественные PET-позитивные SPN с специфичностью всего 23%. 40-50% из этих пациентов рекомендуется повторить свою КТ через три-шесть месяцев, чтобы следить за прогрессированием своих поражений, откладывая четкий и правильный диагноз рака и последующую терапию. Более 10% пациентов с неметазизированной SPN на сканировании PET-CT получают ненужную хирургию из-за этой диагностической неопределенности.

Из -за этих текущих проблем, следователи будут искать биомаркеры метаболитов, которые позволяют дискриминацию между доброкачественными и злокачественными SPN. Биомаркеры определяются как «характеристики, которые объективно измеряются и оцениваются как показатели нормальных биологических процессов, патологических процессов или фармакологических реакций на терапевтические вмешательства». Это исследование будет посвящено биомаркерам на основе метаболомики/метаболитов, поскольку метаболическое перепрограммирование является одним из отличительных признаков раковых клеток. Как только возникает заболевание, раковые клетки будут перепрограммировать свой метаболизм, чтобы удовлетворить повышенный уровень пролиферации и потребление энергии. Изменения в метаболизме приводят к изменениям в концентрации метаболических конечных продуктов, метаболитов, как внутри-, так и внеклеточных. Этот принцип допускает обнаружение злокачественных SPN, измеряя концентрации метаболита в плазме.

Клиническая применимость биомаркеров метаболитов стала ясной из ранее опубликованной работы. Используя метаболомику на основе ядерного магнитного резонанса (1H-ЯМР), предыдущее исследование нашей исследовательской группы показало, что один анализ глутамата в плазме может увеличить дискриминационную специфичность сканирования ПЭТ-CT с 23% до 81% в PET-позитивной популяции пациентов. Тем не менее, дальнейшая разработка и оптимизация все еще необходимы для достижения клинической фазы.

Это проспективное исследование будет не только изучать уровни глутамата в плазме, но и уровни в плазме 61 дополнительных метаболитов. Эти 61 дополнительные метаболиты были идентифицированы в плазме в предыдущем исследовании, проведенном нашей исследовательской группой с использованием 1H-ЯМР. Уже было показано, что Iseveral этих метаболитов, включая лактат, ацетат, цистеин и аспарагин, в значительной степени способствуют злокачественным процессам. Помимо включения больше метаболитов по сравнению с ранее выполненным исследованием, будет использоваться еще один метод, отличный от 1H-ЯМР. Несмотря на то, что 1H-ЯМР характеризуется его неразрушающей и быстрой подготовкой образца и количественной природой, это очень дорогостоящая техника, которая обычно недоступна в большинстве больниц. Поскольку это исследование направлено на то, чтобы найти плазменные метаболиты, которые могут служить клиническими биомаркерами для различия между доброкачественными и злокачественными SPN, будет использоваться более широко доступная методика, называемая высокоэффективной жидкой хроматографией (ВЭЖХ).

Поскольку 61 представляющий интерес метаболитов может быть классифицирована на несколько химических классов, таких как аминокислоты и органические кислоты, потребуются различные методы ВЭЖХ. После разработки подходящего метода для идентификации и количественной оценки метаболита будут измерены образцы плазмы, и метаболиты будут определены количественно. Сравнивая концентрации метаболита в образцах плазмы, полученных от пациентов с доброкачественным SPN и злокачественным SPN, исследователи стремятся найти значительные различия в концентрациях метаболита между этими двумя группами. Значительно измененные метаболиты могут затем потенциально служить биомаркерами плазмы для различия доброкачественных и злокачественных SPN, тем самым повышая точность диагностики.