NMR metabolomika

Raná detekce rakoviny slinivky u pacientů s cukrovkou 2. typu

Pomocí ¹H NMR spektroskopie zkoumáme metabolické změny v krevní plazmě vyvolané rakovinou slinivky. V původní práci jsme ve vzorcích krevní plazmy pacientů a zdravých kontrolních jedinců stanovovali koncentrační profily asi 60 metabolitů. Získaná data posloužila jako vstup pro vícerozměrnou statistickou analýzu, která ukázala jasné dělení obou skupin. Největší změny byly nalezeny v koncentracích 3-hydroxybutyrátu a laktátu. Tyto výsledky ukázaly potenciál, jaký může mít ¹H NMR spektroskopie pro diagnózu rakoviny slinivky. Tato práce vyšla v roce 2018 v časopise Analyst. V následné studii jsme se zaměřili na detekci rakoviny slinivky u pacientů s cukrovkou 2. typu. Největší riziko rakoviny slinivky mají pacienti, u kterých byla cukrovka nově diagnostikována. Jako diabetes mellitus 2. typu bývá často označen i tzv. pankreatogenní diabetes, který je některými odborníky považován za první projev rakoviny slinivky. Proto byla naše další práce směřována k diskriminaci pacientů s rakovinou a pacientů s cukrovkou. Tato diskriminace nám následně umožnila vytvořit predikční model, dle kterého můžeme nové cukrovkáře klasifikovat dle pravděpodobnosti, zda se u nich v budoucnu vyvine rakovina slinivky či se spíše stanou stabilními diabetiky 2. typu. Tato práce byla nedávno publikována v časopise Journal of Proteome Research. Celkově bylo analyzováno 59 vzorků krevní plazmy nově diagnostikovaných diabetiků. U 6 vzorků byla stanovena 80% pravděpodobnost vzniku rakoviny slinivky. Následná lékařská vyšetření aktuálního stavu těchto pacientů ukázala ve čtyřech případech změny v patologii slinivky. V jednom případě byla přímo diagnostikována rakovina, ve třech dalších byl odhalen vznik nebezpečných lézí, které jsou považovány za její první projevy. Tato práce vznikla ve spolupráci s Ústřední vojenskou nemocnicí a Vysokou školou chemicko-technologickou v Praze.

• Analyst 2018, 143(24), 5974–5978. DOI: 10.1039/c8an01310a
• J. Proteome Res. 2021, 20(3), 1744–1753.  DOI: 10.1021/acs.jproteome.0c00990

Vliv vystavení pracovníků nanočásticím

Další metabolomický projekt naší skupiny byl zaměřen na účinky expozice nanočásticím (NP) při práci. V této studii byly získány vzorky dechového kondenzátu (EBC) a krevní plazmy od pracovníků výzkumné jednotky na zpracování nanočástic na výzkumné univerzitě. Byly zkoumány tři skupiny subjektů: vzorky od pracovníků vystavených nanočásticím odebrané před směnou a po směně a od kontrolních jedinců, kteří NP nebyli vystaveni. Porovnání vzorků před směnou a kontrolních vzorků odráželo subakutní/chronický účinek expozice NP, zatímco srovnávací studie skupin před směnou/po směně a kontrol/po směně byla použita ke zjištění akutního účinku na pracovníky. Vícerozměrná statistická analýza poskytla jednoznačné rozlišení studovaných skupin. Na základě statisticky významných metabolitů, které jsou zodpovědné za rozdělení skupin, byly identifikovány zasažené metabolické dráhy. Akutní účinek expozice NP se projevuje především v drahách souvisejících s produkcí antioxidantů a dalších ochranných látek, zatímco chronický účinek se projevuje především ve změně metabolismu glutaminu a glutamátu a metabolismu purinů.

• Appl. Sci. 2021, 11(14), 6601. DOI: 10.3390/app11146601