Necílená metabolomika T-lymfoblastických leukemických buněk ovlivněných derivátem chinolinonu

Markéta MACHÁLKOVÁ

Bachelor's thesis

Untargeted metabolomics of T-lymphoblastic leukemia cells treated by quinolinone derivate

Abstract:

Studium metabolismu na buněčné úrovni je jednou z mnoha možností, jak sledovat vliv léčiva na nádorové buňky. Takový přístup využívá metabolomika, věda zkoumající malé molekuly - metabolity (aminokyseliny, nukleotidy, atd.). Soubor těchto malých molekul se nazývá metabolom. Cílená metabolomika se soustředí na určitou skupinu vybraných známých látek a sleduje jejich různé koncentrace ve vzorcích (v krevní plazmě, buněčných extraktech, moči) a jejich vzájemný vztah. Oproti tomu necílený metabolomický přístup (použitý v této práci) detekuje všechny látky, které se ve vzorku nachází a snaží se je identifikovat pomocí metabolomických databází (METLIN, The Human Metabolome Database). Pro detekci metabolitů, jako látek s molekulovou hmotností pod 1500 daltonů, byla v této práci využita vysokoúčinná kapalinová chromatografie ve spojení s Orbitrap hmotnostním spektrometrem, což poskytlo potřebné rozlišení a přesnost měření. V praktické části práce byl testován vliv potenciálního kancerostatika - experimentální látky 05-0777 (derivátu chinolinonu) na metabolom CEM buněčné linie odvozené od T-lymfoblastické leukemie. Pro zpracování výsledných dat byl použit program R-project se softwarovými nástavbami XCMS a CAMERA. Vizualizace výsledků byla provedena pomocí analýzy hlavních komponent, diskriminační analýzy a shlukové analýzy. Po vyhodnocení všech naměřených dat bylo zjištěno, že experimentální látka 05-0777 má vliv na buněčný metabolom a ovlivňuje určité skupiny metabolitů.

Abstract:

The study of metabolism at the cellular level is one way how to monitor the effects of certain treatment on tumor cells. This is an approach used by metabolomics, science investigating small molecules - metabolites (amino acids, nucleotides, etc.). Set of these small molecules is called metabolome. Targeted metabolomics focuses on a selected group of known compounds and monitors various concentrations in samples (plasma, cell extracts, urine) and relations between them. In contrast, untargeted metabolomic approach (used in this work) detects all substances that can be found in the sample and tries to identify these compounds using metabolomics databases (METLIN, The Human Metabolome Database). In this experiment for detection metabolites, compounds with a molecular weight up to 1500 daltons, ultra high performance liquid chromatography coupled with Orbitrap mass spectrometer was used, providing the necessary resolution and mass accuracy. In the practical part of the thesis, the effect of potential cancerostatic - experimental compound 05-0777 (quinolinone derivate) - on the metabolome of CEM cell line derived from T-lymphoblastic leukemia was tested. For data processing, software R-project was used coupled with additional software packages XCMS and CAMERA. Visualisation of the results was done by principal component analysis, discriminant analysis and cluster analysis. After evaluation of all measured data was found, that experimental compound 05-0777 has influence on cellular metabolome and it is influencing certain groups of metabolites.

Keywords

metabolomika, hmotnostní spektrometrie, Orbitrap, experimentální látka 05 0777, šikonin, pyruvátkinasa M2

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 25. 4. 2013

Accessible from:: 25. 4. 2013

Thesis defence

• Date of defence: 27. 5. 2013
• Supervisor: Mgr. Lukáš Najdekr

PALACKÝ UNIVERSITY IN OLOMOUC

Faculty of Science

Bachelor programme / field:
Biology / Molecular and Cell Biology