Użycie metabolitów w profilowaniu nowotworu
Metabolomika – chemiczne zdejmowanie niepowtarzalnych "odcisków" komórek – to nowa potencjalnie potężna metoda określania fizjologii komórkowej. Jest korzystna w porównaniu do profilowania mRNA lub proteomicznego w tym sensie, że umożliwia rozróżnianie zmian w pojedynczym genie oraz identyfikację biomarkerów metabolicznych, które mogą pełnić funkcję surogatów w zdarzeniu genetycznym. Badania w tej dziedzinie pozwoliły wygenerować profile metabolomiczne z mutacji skasowanych genów i wykorzystać je jako funkcjonalne narzędzie genomiczne. To dało naukowcom możliwość wykorzystania danych metabolomicznych do przeanalizowania struktury sieci metabolicznych i połączenia metabolomu z genomem. W związku z tym, głównym zamierzeniem projektu finansowanego przez UE "Funkcjonalna genomika nowotworowa przy wykorzystaniu profilowania metabolomicznego" (Futugemet) było zdefiniowanie profili metabolicznych związanych z ekspresją określonych genów w komórkach rakowych. W tym celu, naukowcy usunęli rozmaite geny z linii komórkowych i, wykorzystując spektroskopię NMR i spektroskopię masową, przeanalizowali profil metaboliczny komórek. Wyniki ujawniły jasną korelację między metabolizmem komórek nowotworowych a zmianami ekspresji genów, z naciskiem na wartość metabolicznego profilowania na rzecz detekcji raka. Zastosowanie tej metody na próbkach uzyskanych od pacjentów posiada potencjał identyfikacji nieprawidłowości na szlakach metabolicznych i dostarczenia wiedzy na temat roli określonych metabolitów w fizjologii komórek rakowych. Ponadto, naukowcy dokonali oceny opartych na metabolizmie metod wykrywania raka, takich jak obrazowanie in vivo PET pozwalające śledzić los 11C-octanu podczas biosyntezy kwasów tłuszczowych. Odkryto, że zwiększona synteza lipidowa zaobserwowana w komórkach rakowych była wynikiem zmian w szlakach metabolicznych kwasów tłuszczowych. Eksperymenty in vivo ujawniły także, że octan był początkowo pobierany przez wszystkie tkanki, jednak w godzinę po iniekcji był zatrzymywany jedynie w tkankach, w których występowała konwersja w lipidy, jak w przypadku guzów. Zespół projektu Futugemet opracował podejście oparte na metabolomie w celu zdefiniowania struktury sieci metabolicznej w komórkach nowotworowych oraz sposobu, w jaki jest ona powiązana z ekspresją różnych onkogenów i genów supresji nowotworów. Identyfikacja metabolitów, które są skorelowane z powszechnymi zmianami genetycznymi w komórkach nowotworowych ułatwi opracowywanie nowych metod obrazowania molekularnego na rzecz wykrywania guzów i, miejmy nadzieje, opracowania nowych leków.
