Profil metaboliczny raka piersi
Metabolomika to nauka o wszystkich metabolitach komórki lub organizmu. Niewielkie zmiany w stężeniach lub aktywności enzymów mogą prowadzić do dużych zmian w poziomach metabolitów. Takie zmiany mogą być wykorzystane do klasyfikacji różnych rodzajów raka oraz identyfikacji nowych markerów prognostycznych i predykcyjnych. Finansowany ze środków UE projekt METACANCER ("Identification and validation of new breast cancer biomarkers based on integrated metabolomics") wykorzystał najnowocześniejsze sposoby profilowania metabolicznego do badania ludzkiego raka piersi. Biorąc pod uwagę wysoki stopień zachorowalności na tego raka wśród kobiet, wyniki badania METACANCER będą miały poważne konsekwencje dla odpowiedniej diagnozy i leczenia nowotworów. Jako pierwszy krok partnerzy projektu wybrali różne podejścia z zakresu metabolomiki przydatne do analizy świeżo mrożonej ludzkiej tkanki rakowej. Do wybranych metod należą spektroskopia magnetycznego rezonansu jądrowego (NMR), chromatografia gazowa i spektrometria mas (GC-MS) oraz chromatografia cieczowa i spektrometria mas (LC-MS). Aby wykryć metaboliczne różnice między normalną i złośliwą tkanką piersi, poddano ocenie kilkaset metabolitów. Wyniki tej analizy wykorzystano do stworzenia opartej na metabolitach metody testowania służącej do klasyfikacji raka piersi przy wrażliwości i specyficzności przekraczającej 93%. Dane magnetycznego rezonansu jądrowego dotyczące metabolitów z powodzeniem rozdzieliły różne rodzaje i stopnie raka piersi oraz molekularne podtypy oparte na receptorze estrogenu (ER), receptorze progesteronu (PR) i ekspresji receptora Her2. Wyniki te wyraźnie wskazały na to, że metabolomika raka może dostarczyć przydatnych informacji o biomarkerach i szlakach biologicznych występujących w przypadku różnych rodzajów tkanek. Informacje z zakresu metabolomiki połączono z danymi z zakresu proteomiki i genomiki funkcjonalnej pochodzące od tych samych próbek. Koncentrując się na odpowiednich enzymach w kohortach raka piersi i modelach funkcjonalnych naukowcy z powodzeniem połączyli zmiany metaboliczne ze zmianami w ekspresji białka i genu. Zidentyfikowano również kluczowe enzymy biosyntezy lipidów, takie jak acylotransferaza 3-glicerofosforanowa (GPAM), które doprowadziły do zmian w profilach lipidowych różnych odmian raka. Opracowano narzędzia takie jak MetaMapp i METAtarget w celu analizy danych z zakresu metabolomiki dotyczących strukturalnych i funkcjonalnych zmian zachodzących w komórce. Zmiany metaboliczne zachodzące w tkance raka piersi przedstawiono w celu dostarczenia kluczowych informacji biologicznych dotyczących powstawania i rozwoju raka. Spersonalizowane metody leczenia raka są w dużym stopniu zależne od precyzyjnych informacji umożliwiających wczesne zdiagnozowanie choroby i jej skuteczne leczenie.
