Východiska: Hledání účinných biomarkerů pro včasnou diagnostiku ovariálního karcinomu (ovarian cancer – OC) patří k naléhavým úkolům moderní onkogynekologie. Metabolické profilování pomocí ultra vysokoúčinné kapalinové chromatografie a hmotnostní spektrometrie (ultraigh performance liquid chromatography and mass spectrometry – UHPLC-MS) poskytuje informace o souhrnu všech nízkomolekulárních metabolitů vzorku biologických tekutin pacienta, které odrážejí procesy probíhající v těle. Cílem studie bylo prozkoumat metabolomický profil krevní plazmy a moči pacientek se serózním ovariálním adenokarcinomem pomocí UHPLC-MS. Materiál a metody: K provedení metabolomické analýzy bylo odebráno 60 vzorků krevní plazmy a 60 vzorků moči pacientek s diagnózou serózního karcinomu vaječníků a 20 vzorků zdravých dobrovolníků. Chromatografická separace byla provedena na chromatografu Vanquish Flex UHPLC System (Thermo Scientific, Německo). Analýza hmotnostní spektrometrií byla provedena na Orbitrap Exploris 480 (Thermo Scientific, Německo) vybaveném elektrosprejovým ionizačním zdrojem. Bioinformatická analýza byla provedena pomocí Compound Discoverer Software (Thermo Fisher Scientific, USA), statistická analýza dat byla provedena v programovacím jazyce Python pomocí knihovny SciPy. Výsledky: Pomocí UHPLC-MS bylo v krevní plazmě identifikováno 1 049 metabolitů různých tříd. U pacientek s OC mělo 8 metabolitů významně nižší koncentraci (p < 0,01) ve srovnání se zdravými dárci, zatímco u 19 látek byly zjištěny vyšší hladiny (p < 0,01). Během metabolomického profilování vzorků moči bylo identifikováno 417 metabolitů: 12 látek mělo významně nižší koncentraci ve srovnání se zjevně zdravými jedinci a u 14 látek byly hladiny vyšší (p < 0,01). U pacientek se serózním adenokarcinomem vaječníků byla zjištěna významná změna v metabolomu krevní plazmy a moči, vyjádřená abnormálními koncentracemi lipidů a jejich derivátů, mastných kyselin a jejich derivátů, acylkarnitinů, fosfolipidů, aminokyselin a jejich derivátů, derivátů dusíkatých bází a steroidů. Mezi nejslibnější markery tohoto onemocnění přitom patří kynurenin, kyselina myristová, lysofosfatidylcholin a L-oktanoylkarnitin. Závěr: Odhalené změny v metabolomu se mohou stát základem pro zlepšení přístupů k diagnostice serózního ovariálního adenokarcinomu.
Background: The search for effective biomarkers for ovarian cancer (OC) early diagnosis is an urgent task of modern oncogynecology. Metabolic profiling by ultra-high performance liquid chromatography and mass spectrometry (UHPLC-MS) provides information on the totality of all low molecular weight metabolites of patient’s biological fluids sample, reflecting the processes occurring in the body. The aim of the study was to research blood plasma and urine metabolomic profile of patients with serous ovarian adenocarcinoma by UHPLC-MS. Material and methods: To perform metabolomic analysis, 60 blood plasma samples and 60 urine samples of patients diagnosed with serous ovarian carcinoma and 20 samples of apparently healthy volunteers were taken. Chromatographic separation was performed on a Vanquish Flex UHPLC System chromatograph (Thermo Scientific, Germany). Mass spectrometric analysis was performed on an Orbitrap Exploris 480 (Thermo Scientific, Germany) equipped with an electrospray ionization source. Bioinformatic analysis was performed using Compound Discoverer Software (Thermo Fisher Scientific, USA), statistical data analysis was performed in the Python programming language using the SciPy library. Results: Using UHPLC-MS, 1,049 metabolites of various classes were identified in blood plasma. In patients with OC, 8 metabolites had a significantly lower concentration (P < 0.01) compared with conditionally healthy donors, while the content of 19 compounds, on the contrary, increased (P < 0.01). During the metabolomic profiling of urine samples, 417 metabolites were identified: 12 compounds had a significantly lower concentration compared to apparently healthy individuals, the content of 14 compounds increased (P < 0.01). In patients with ovary serous adenocarcinoma, a significant change in the metabolome of blood plasma and urine was found, expressed in abnormal concentrations of lipids and their derivatives, fatty acids and their derivatives, acylcarnitines, phospholipids, amino acids and their derivatives, derivatives of nitrogenous bases and steroids. At the same time, kynurenine, myristic acid, lysophosphatidylcholine and L-octanoylcarnitine are the most promising markers of this disease. Conclusion: The revealed changes in the metabolome can become the basis for improving approaches to the diagnosis of serous ovarian adenocarcinoma.
Východiska: V současné době dosahuje efektivita radioterapie u nádorů rekta přijatelné úrovně pouze u malého počtu pacientů (mají kompletní klinickou odpověď), což je spojeno se vznikem radiorezistence maligních buněk. Komplexní studie, která integruje různé epigenetické parametry, by vysvětlila řadu molekulárních mechanizmů radiorezistence rektálních nádorových buněk a identifikovala seznam nových biomarkerů. V posledním desetiletí byla pomocí vysoce výkonného sekvenování prokázána existence regulační sítě kompetitivně interagujících RNA, skládající se z dlouhých nekódujících RNA, mikroRNA a mRNA. Cíl: Cílem studie bylo analyzovat rysy fungování regulační sítě kompetitivně interagujících RNA u pacientů s karcinomem rekta, kteří jsou radiorezistentní a citliví na radioterapii. Materiál a metody: Studie byla provedena na 500 pacientech s diagnózou karcinomu rekta. Radioterapie byla prováděna na lineárním urychlovači částic Novalis TX podle standardního protokolu (jednorázová fokální dávka 2,4 Gy, celková fokální dávka 54,0 Gy). Preparáty celkové RNA byly izolovány z párových bioptických fragmentů podmíněně normálních a nádorových tkání rekta (získaných videokolonoskopií). Relativní množství transkriptů mRNA, microRNA a lncRNA bylo hodnoceno metodou RT-qPCR. Bioinformatická analýza byla použita ke stanovení pravděpodobnosti potenciálních interakcí mezi zkoumanou mRNA, mikroRNA a lncRNA. Ukázalo se, že účinnost radioterapie závisí na úrovni exprese mikroRNA (miRNA-195-5p; miRNA-4257; miRNA-5187-5p; miRNA-149-5p; miRNA-138 -1-3p; miRNA-6798-5p; miRNA-6819-5p; miRNA-4728-5p; miRNA-1249-5p; miRNA-557; miRNA-1273h-5p; miRNA-6737-5p; miRNA-6808-5p; miRNA-3202; miRNA-5195-3p; miRNA-130b-3p) a lncRNA (XIST, HELLPAR, NEAT1 HELLPAR, NEAT1, AC008124.1, LINC01089, LINC01547 a VASH1-AS1), které regulují systém opravy DNA (H2AX a RBBP8) a apoptózu (BCL2). Závěr: Komplexní studium vlastností regulační sítě kompetitivně interagujících RNA a účinnosti radioterapie u nádorů rekta umožnilo stanovit mechanizmy vzniku radiorezistence a její prediktory.
Background: Currently, rectal tumors radiotherapy effectiveness reaches an acceptable level only in a small number of patients (they have a complete clinical response), which is associated with the formation of malignant cells radioresistance. A comprehensive study that integrates various epigenetic parameters would explain a number of molecular mechanisms of rectal tumor cells radioresistance and identify new biomarkers. In the last decade, using high-throughput sequencing, the competitively interacting RNAs regulatory network (long non-coding RNAs, miRNAs and mRNAs) has been shown. Purpose: The aim of the study was to analyze the features of competitively interacting RNAs regulatory network functioning in patients with rectal cancer who are radioresistant and sensitive to radiotherapy. The study was performed on 500 patients with diagnosed rectal cancer. Radiotherapy was performed on a Novalis TX linear particle accelerator according to the standard protocol (single focal dose 2.4 Gy, total focal dose 54.0 Gy). Total RNA preparations were isolated from paired biopsy fragments of tumor and non-tumor tissues of the rectum (obtained by video-colonoscopy). The relative abundance of mRNA, miRNA and lncRNA transcripts was assessed by the RT-qPCR method. Using bioinformatic analysis, the probability of potential interactions between the investigated mRNA, miRNA and lncRNA was determined. It has been shown that the effectiveness of radiotherapy depends on the level of miRNA (miRNA-195-5p; miRNA-4257; miRNA-5187-5p; miRNA-149-5p; miRNA-138 -1-3p; miRNA-6798-5p; miRNA-6819-5p; miRNA-4728-5p; miRNA-1249-5p; miRNA-557; miRNA-1273h-5p; miRNA-6737-5p; miRNA-6808-5p; miRNA-3202; miRNA-5195-3p; miRNA-130b-3p) and lncRNA (XIST, HELLPAR, NEAT1, AC008124. 1, LINC01089, LINC01547, and VASH1-AS1) expression, which regulate the DNA repair system (H2AX, RBBP8) and apoptosis (BCL2). Conclusion: A comprehensive study of competitively interacting RNAs regulatory network and radiotherapy effectiveness of rectal tumors made it possible to establish the mechanisms of radioresistance formation and its biomarkers.
