Zum metabolischen Profil von Brustkrebszellen
Die Metabolomik befasst sich mit allen in Körperzellen vorkommenden Metaboliten. Kleine Veränderungen der Enzymkonzentration oder -aktivität können große Veränderungen auf Metabolitenebene bewirken. Diese eignen sich dann zur Klassifizierung verschiedener Krebstypen und als prognostische und prädiktive Marker. Das EU-finanzierte Forschungsprojekt METACANCER (Identification and validation of new breast cancer biomarkers based on integrated metabolomics) untersucht mit hochmodernen metabolischen Analysemethoden menschliche Brustkrebszellen. Wegen der hohen Erkrankungsrate bei Frauen hofft man, dass die Studie die Früherkennung und Behandlung von Tumoren deutlich voranbringen kann. Mit verschiedenen metabolomischen Ansätzen wurden frische gefrorene menschliche Tumorproben analysiert, u.a. mittels Kernspinmagnetresonanz (NMR)-Spektroskopie, Gas-Chromatographie-Massenspektrometrie (GC-MS) und Flüssigkeits-Chromatographie- Massenspektrometrie (LC-MS). Mehrere hundert Metaboliten in normalem und malignem Brustgewebe wurden auf metabolische Veränderungen untersucht. Auf Basis der Daten wurde eine metabolitenbasierte Testmethode konzipiert, die mit einer Sensitivität und Spezifität von über 93% Brustkrebszellen klassifiziert. Anhand der NMR-Daten der Metaboliten wurden unterschiedliche Arten und Stadien von Brustkrebs sowie molekulare Subtypen nach Östrogenrezeptor (ER), Progesteronrezeptor (PR) und Her2-Expression klassifiziert. Damit könnten metabolomische Analysen an Tumorgewebe höchst wertvolle Informationen über Biomarker und biologische Signalwege in verschiedensten Gewebetypen liefern. Die metabolomischen wurden mit proteomischen und funktionellen genomischen Daten der gleichen Probe korreliert. Eine genauere Untersuchung bestimmter spezifischer Enzyme in Brustkrebskohorten und funktionellen Modellen zeigte, dass metabolomische Veränderungen mit einer veränderten Gen- und Proteinexpression einhergehen. Identifiziert wurden weiterhin Schlüsselenzyme in der Lipidbiosynthese, etwa die Glycerol-3-Phosphat Acyltransferase (GPAM), die die Lipidzusammensetzung in den einzelnen Krebsstadien verändert. Zur Analyse metabolomischer Daten, die auf strukturelle und funktionelle Veränderungen in der Zelle hindeuten, wurden die Bildgebungsverfahren MetaMapp und METAtarget eingesetzt. Metabolische Veränderungen in Brustkrebsgewebe könnten demnach entscheidende biologische Informationen zur Tumorentstehung und –progression liefern. Für eine personalisierte Krebstherapie ist es wichtig, genauere Daten zur Früherkennung und wirksameren Behandlung zu sammeln.
