Použití lipidových profilů k charakterizaci kardiovaskulárních onemocnění

Bc. Richard MASAŘ

Master's thesis

Application of lipid profiles for the characterisation of cardiovascular diseases

Abstract:

Kardiovaskulární onemocnění (KVO) jsou nejčastější příčinou úmrtí v rozvinutých i rozvojových zemích a každoročně si vyžádají přibližně 20,5 milionů životů. Teoretická část diplomové práce byla věnována kardiovaskulárnímu systému a diagnostice kardiovaskulárních onemocnění se zaměřením na akutní koronární syndromy (ACS). Dále byly popsány analytické a statistické metody, které jsou nezbytné pro lipidomické experimenty. V experimentální části bylo pomocí kapalinové chromatografie v systému s reverzní fází ve spojení s hmotnostním spektrometrem Orbitrap Exploris 480 analyzováno devět vzorků pacientů a devět kontrolních vzorků. Cílem experimentální části bylo prostřednictvím necíleného lipidomického postupu identifikovat co největší počet lipidů ve vzorcích s následným zacílením na jednotlivé třídy lipidů. Ze získaných výsledků se mezi nejvíce diskriminující skupiny ve vzorcích pacientů a kontrol řadí glycerolfosfolipidy a sfingolipidy. Pomocí diskriminační analýzy nejmenší částečných čtverců a vulkánových grafů byly jako nejsignifikantnější sloučeniny ve vzorcích pacientů vyhodnoceny ceramidy (konkrétně Cer(d18:1/16:0), Cer(d18:1/24:1) a Cer(d18:2/24:1) a fosfatidylcholin (PC 16:0_22:5). V nedávných studiích bylo definováno několik lipidových sloučenin souvisejících s KVO. Zejména ceramidy a další jednotlivé plazmatické lipidy jsou součástí diagnostických testů, například testu CERAM využívaného na Mayo Clinic. Výsledky naznačují, že molekulární profilování lipidů se zdá být slibným nástrojem pro diagnostiku KVO.

Abstract:

Cardiovascular diseases (CVDs) are the leading cause of death in the developed and developing countries, taking approximately 20.5 million lives each year. The theoretical part of the thesis was dedicated to the cardiovascular system and the diagnosis of cardiovascular diseases. The main focus was on acute coronary syndromes (ACS). Analytical and statistical methods essential for lipidomic experiments were also described. In the experimental part, nine patient samples and nine control samples were analysed using reversed-phase liquid chromatography coupled with an Orbitrap Exploris 480 mass spectrometer. The aim of the experimental part was to identify as many lipids as possible in the samples using an untargeted lipidomic approach, with a subsequent targeting on individual lipid classes. From the results obtained, glycerophospholipids and sphingolipids were among the most discriminating groups in the patient and the control samples. Using partial least squares discriminant analysis and volcano plots, ceramides (specifically, Cer(d18:1/16:0), Cer(d18:1/24:1), and Cer(d18:2/24:1)) and phosphatidylcholine (PC 16:0_22:5) were evaluated as the most significant compounds in patient samples. Several lipid compounds related to CVDs have been defined in recent studies. In particular, ceramides and other individual plasma lipids are part of diagnostic tests, such as the CERAM test used at the Mayo Clinic. The results suggest that molecular lipid profiling appears to be a promising tool for diagnosing CVDs.

Keywords

Kardiovaskulární onemocnění, diagnostika ACS, klasifikace lipidů, LC-MS, necílená lipidomika

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 22. 4. 2024

Thesis defence

• Supervisor: Mgr. Lukáš Najdekr, Ph.D.

Palacký University Olomouc

Faculty of Science

Master programme / field:
Biochemistry / Biochemistry