Cílená metabolomická analýza vzorků plazem pacientů s karcinomem ledvin

Bc. Veronika FRYZELKOVÁ

Diplomová práce

The targeted metabolomic analysis of plasma samples of patients suffering from kidney cancer

Anotace:

Diplomová práce je zaměřena na identifikaci signifikantních metabolitů v plazmatických vzorcích získaných od pacientů s karcinomem ledvin porovnávaných se zdravými jedinci. Pro tento účel byl použit metabolomický přístup s využitím ultra-účinné kapalinové chromatografie s tandemovým hmotnostním spektrometrem. Získaná data byla zpracována, podrobena statistické analýze a interpretována. V teoretické části je shrnuta stavba, funkce a metabolismus ledvin. Následně je představen světlobuněčný renální karcinom, jeho diagnostika a léčba, v neposlední řadě také metabolomika a hmotnostní spektrometrie. Experimentální část zahrnuje metodiku, ve které je popsána příprava mobilních fází, extrakce metabolitů ze vzorků plazem od pacientů s karcinomem ledvin a kontrol, cílená metabolomická analýza a statistické zpracování dat. Pacienti renálního karcinomu byli porovnávání s kontrolami v závislosti na pohlaví a jejich metabolické profily se významně lišily. Mezi signifikantními metabolity patřily především aminokyseliny, které byly u obou skupin vzorků významně sníženy oproti kontrolám. Jednalo se o aminokyseliny asparagin, arginin a methionin, které byly významné pro pacienty ženského i mužského pohlaví. U mužů byly navíc identifikovány snížené hladiny isoleucinu, alaninu, valinu, tyrosinu a tryptofanu. Vzorky odebrané pacientkám vykazovaly snížené hladiny histidinu, lysinu a threoninu a také sníženou hladinu hypoxantinu. Dále byly pozorovány změny metabolismu u pseudouridinu a malonylkarnitinu a 2-hydroxybutanoátu u žen. U mužů byla navíc zaznamenána změna metabolismu kyseliny sialové a sperminu. Snížena hladina aminokyselin v séru pacientů naznačuje existenci renálního karcinomu. Nádorové buňky tyto metabolity využívají pro průběh biosyntetických procesů.

Abstract:

The diploma thesis is focused on the identification of significant metabolites in plasma samples obtained from patients with kidney cancer compared with healthy individuals. For this purpose, was used a metabolomic approach using ultra-performance liquid chromatography with a tandem mass spectrometer. The obtained data were processed, subjected to statistical analysis and interpreted. The theoretical part summarizes the structure, function and metabolism of the kidneys. Subsequently, kidney cancer, its diagnosis and treatment, and finally metabolomics and mass spectrometry. The experimental part includes a methodology that describes the preparation of mobile phases, extraction of metabolites from plasma samples from patients with kidney cancer, targeted metabolomic analysis and statistical data processing. Patients with renal cell carcinoma were compared with controls in a sex-dependent manner, and their metabolic profiles was significantly differed. Among the significant metabolites were mainly amino acids, which were significantly reduced in both groups of samples compared to the controls. Aminoacids significant for both genders were asparagine, arginine and methionine. Additionally, in men samples were reduced levels of isoleucine, alanine, valine, tyrosine and tryptophan. Samples taken from female patients have reduced levels of histidine, lysine and threonine as well as reduced hypoxanthine levels. On the contrary, increased levels were observed for the pseudouridine in both groups of samples. Malonylcarnitine and 2-hydroxybutanoate levels were also elevated in female patients. Male samples have mainly elevated levels of sialic acid and spermine. A reduced level of amino acid in the serum of patients suggests the existence of renal cell carcinoma. Tumor cells use these metabolites for biosynthetic processes.

Klíčová slova

metabolomika, cílená statistická analýza, cílená terapie, světlobuněčný renální karcinom, identifikace metabolitů, ultraúčinná kapalinová chromatografie, hmotnostní spektrometrie

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 29. 7. 2022

Obhajoba závěrečné práce

• Vedoucí: Mgr. Dana Dobešová

UNIVERZITA PALACKÉHO V OLOMOUCI

Přírodovědecká fakulta

Magisterský studijní program / obor:
Biologie / Molekulární a buněčná biologie