Lipidomická analýza apokrinného potu

Bc. Kristína JAMRICHOVÁ

Master's thesis

Lipidomic analysis of apocrine sweat

Anotácia:

Táto diplomová práca bola zameraná na výskum zmeny v kompozícií lipidov v apokrinnom pote medzi pacientkami s histologicky potvrdeným karcinómom prsníka a vzorkami potu zdravých subjektov, ktoré slúžili ako vzorky kontrolné. Podľa aktuálnych poznatkov o využívaní potu ako vzorky pri klinickej analýze z hľadiska lipidomiky, je zmena koncentrácie alebo zastúpenia určitých druhov lipidov často signálom patologických stavov súvisiacich s poruchou ich metabolizmu alebo rakovinového ochorenia. Vzorky boli analyzované cielenou lipidomickou metódou pomocou LC-MS/MS, ktorá bola zavedená a publikovaná pracoviskom kde bola táto práca realizovaná. Pomocou jednorozmernej a mnohorozmernej štatistickej analýzy, kombinovanej s pokročilejšími vizualizačnými metódami bolo medzi pacientkami a kontrolami pozorované zvýšenie množstva lipidov patriacich do lipidových tried - TG, DG, FA, CE, LPC, Cer a HexCer. K najvýznamnejšiemu zvýšeniu medzi pacientkami a kontrolami, došlo najmä pri nasýtených a nenasýtených TG s dlhými reťazcami, FA s dlhými až veľmi dlhými reťazcami a nenasýtených DG s dĺžkou acylového reťazca 32 uhlíkov. Medzi znížené skupiny lipidov v porovnávaných vzorkách pacientiek a kontrol patrili triedy - DG, FA, PE, PEO, LPE, PS, PI, SM, a Cer. K najvýznamnejšiemu zníženiu došlo pri skupinách DG, PE, PS, PI a LPE. Následne boli porovnávané pacientky s jednotlivými veľkosťami histologicky diagnostikovaných karcinómov T1, T2 až T3 a T.4 a kontrolné vzorky. Pri porovnaní medzi T1 a kontrolami boli zvýšené lipidy v skupinách - TG, DG, FA, CE, Cer a zníženými skupinami boli - DG, PE, PEO, LPE, PI, Cer a HexCer. Pri porovnávaní medzi T2 a kontrolami boli zvýšené lipidy v skupinách - TG, DG a znížené v skupinách - DG, FA, PE, LPE, PS, PI a SM. Pri porovnávaní medzi T3.4 boli zvýšené lipidy v triedach - FA, HexCer, SM, PC, PS, PI, PE, Cholesterol a miernejšie aj TG. Zmena v metabolizme TAG a FA, ktoré sú dôležitým zdrojom energie ako aj súčasť stavebných blokov ostatných lipidov, bola už popísaná v literatúre v súvislosti s re-programovaním ich metabolizmu v rakovinových bunkách. Zmeny v množstve SM a Cer, ktoré sú súčasťou membrán, súvisí s ich úlohou v raste a diferenciácií bunky, ako aj ich zapojení pri regulácií apoptózy. Zmeny v množstve FA, ktoré sú súčasťou PC, PE a SM, v konečnom dôsledku ovplyvňujú štruktúru bunkových membrán a majú vplyv na onkogénne signálne dráhy. Rakovinové bunky s nadmernou de novo lipogenézou syntetizujú nadmerné množstvo FA, ktoré ukladajú vo forme TG, čím poskytujú energeticky bohaté látky poháňajúce kancerogenézu, a zároveň poskytujú stavebné látky pre syntézú membránových lipidov ovplyvňujúcich fluiditu membrány, a tým vplývajú na účinok liečiv ako aj vznik metastáz.

Abstract:

This thesis aimed to investigate the change in lipid composition in apocrine sweat between patients with histologically confirmed breast cancer and sweat samples from healthy subjects who served as controls. According to the current knowledge on the use of sweat as a sample in clinical analysis from a lipidomics point of view, a change in the concentration or abundance of certain lipid species is often a signal of pathological conditions related to a disturbance in their metabolism or cancer. Samples were analyzed by a targeted lipidomics method using LC-MS/MS, which was established and published by the department where this work was conducted. Using univariate and multivariate statistical analysis, combined with more advanced visualization methods, an increase in the amount of lipids belonging to the lipid classes - TG, DG, FA, CE, LPC, Cer, and HexCer - was observed between patients and controls. The most significant increase between patients and controls, occurred mainly in saturated and unsaturated TG with very long chains, FA with long to very long chains, and unsaturated DG with an acyl chain length of 32 carbons. The reduced lipid groups in the matched patient and control samples included DG, FA, PE, PEO, LPE, PS, PI, SM, and Cer. The most significant reductions occurred in the DG, PE, PS, PI, and LPE groups. Subsequently, patients with each size of histologically diagnosed T1, T2 to T3, and T.4 cancers and controls were compared. In the comparison between T1 and controls, the elevated lipid groups were - TG, DG, FA, CE, Cer and the decreased groups were - DG, PE, PEO, LPE, PI,, Cer and HexCer. When comparing T2 and controls, the elevated lipids in the groups were - TG, DG and the decreased groups were - DG, FA, PE, LPE, PS, PI and SM. When comparing between T3.4, lipids were elevated in - FA, HexCer, SM, PC, PS, PI, PE, Cholesterol ,and to a lesser extent TG. Alteration in the metabolism of TAG and FA, which are important sources of energy as well as part of the building blocks of other lipids, has been previously described in the literature in relation to the re-programming of their metabolism in cancer cells. Changes in the amount of SM and Cer, which are membrane components, have been related to their role in cell growth and differentiation and their involvement in the regulation of apoptosis. Changes in the amount of FAs, which are components of PC, PE, and SM, ultimately affect the structure of cell membranes and have implications for oncogenic signaling pathways. Cancer cells with excessive de novo lipogenesis synthesize excessive amounts of FAs, which they store as TGs, thus providing energy-rich substances that drive carcinogenesis, and provide building blocks for the synthesis of membrane lipids that influence membrane fluidity, thereby affecting the effect of drugs as well as the emergence of metastasis.

Kľúčové slová

Apokrinný pot, rakovina prsníka, lipidomika, cielená analýza

Jazyk práce: Czech

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 25. 4. 2023

Obhajoba závěrečné práce

• Vedúci: Mgr. Aleš Kvasnička

Palacký University Olomouc

Faculty of Science

Master programme / odbor:
Biochemistry / Biochemistry