Lipidomická analýza krevních skvrn pacientů s deficitem acyl-CoA dehydrogenasy mastných kyselin s krátkým řetězcem

Bc. Aleš KVASNIČKA

Diplomová práce

Lipidomic Analysis of Dry Blood Spots of Patients with Short-Chain Acyl-CoA Dehydrogenase Deficiency

Anotace:

V rámci této diplomové práce bylo zkoumáno lipidové složení vzorků pacientů s dědičnou metabolickou poruchou způsobenou deficitem acyl-CoA dehydrogenasy mastných kyselin s krátkým řetězcem. Byly srovnány dva metabolomické přístupy a to cílená lipidomická analýza, která byla optimalizována za účelem zajištění kompatibility s odlišným typem kapalinového chromatografu a hmotnostního spektrometru, než byl využit v původní publikované metodě. Dále byly vzorky podrobeny necílené lipidomické analýze, která byla uskutečněna v rámci stáže v Institute of Pharmaceutical sciences při Eberhard Karls Universtiy Tübingen v Německu. Shodné závěry výsledků cílené i necílené analýzy, která byla provedena s časovým odstupem na jiném přístroji v jiné zemi a při níž byl použit nový vzorek suché krevní skvrny a také jiný postup extrakce dokazují reprodukovatelnost a validitu provedených analýz. U pacientů byly pozorovány systematické změny v lipidomu u většiny lipidových tříd (LPC, LPE, PC, PC-O, SM, PE, CAR, FA). Oproti kontrolní skupině byly u skupiny pacientů zvýšeny lipidy s acyly o délce 16 uhlíků (LPC, PC, LPE, PE) a dále lipidy s arachidonylovým zbytkem (PC) a naopak mezi lipidy o snížené koncentraci patřily lipidy s acyly o délce 18 uhlíků (LPC, PC, LPE, PE). Tyto změny byly popsány v literatuře v souvislosti s remodelačními mechanismy mitochondriálního kardiolipinu a dále vlivem změny metabolické preference (Warburgův efekt) způsobené zvýšeným oxidativním stresem v buňce. V rámci necílené lipidomické analýzy byly dále identifikovány některé oxidované lipidy, nicméně nebyl dokázán jejich původ a role v patobiochemickém mechanismu onemocnění SCADD a k jejichž specifické identifikaci by bylo nutno necílenou lipidomickou metodu příslušně modifikovat.

Abstract:

Main focus of this diploma thesis is the analysis of the lipid composition of samples from patients with an inherited metabolic disorder caused by a short-chain acyl-CoA dehydrogenase deficiency. Two metabolomic approaches have been compared, namely targeted lipidomic analysis, which has been optimized to ensure compatibility with a different type of liquid chromatograph and mass spectrometer than the setup used in the originally published method. Furthermore, the samples have been subjected to non-targeted lipidomic analysis, which has been carried out during an Erasmus + traineeship at the Institute of Pharmaceutical Sciences at Eberhard Karls University in Tübingen, Germany. The nearly identical conclusions of the results of the targeted and non-targeted analysis, which has been performed with a time interval on another instrument in another country and using a new dry blood spot sample as well as a different extraction procedure, prove the reproducibility and validity of the performed analyses. In patients, systematic changes in the lipidome were observed in most lipid classes (LPC, LPE, PC, PC-O, SM, PE, CAR, FA). Compared to the control group, lipids with acyls chains with a length of 16 carbons (LPC, PC, LPE, PE) and lipids with arachidonyl group (PC) were increased in the group of patients, and lipids with reduced concentrations included lipids with acyl chains with a length of 18 carbons (LPC, PC, LPE, PE). These changes have been described in the literature in connection with the remodeling mechanisms of mitochondrial cardiolipin and also due to the metabolic switch (namely Warburg effect) caused by increased oxidative stress in the cell. In the non-targeted lipidomic analysis, some oxidized lipids have been further identified, however, their origin and role in the pathobiochemical mechanism of SCADD disease was not proven and the non-targeted lipidomic method would need to be modified accordingly.

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 11. 5. 2020

Obhajoba závěrečné práce

• Vedoucí: doc. RNDr. David Friedecký, Ph.D.

UNIVERZITA PALACKÉHO V OLOMOUCI

Přírodovědecká fakulta

Magisterský studijní program / obor:
Biochemie / Biochemie