Nowe rozwiązania analityczne w onkologii

W naszym projekcie, staraliśmy się zaadresować potrzeby diagnostyki onkologicznej wprowadzając do badań nowoczesne technologie umożliwiające uzyskanie informacji o biochemii tkanki na poziomie związków małocząsteczkowych bez konieczności poboru materiału oraz skracając czas analiz do kilku minut. Podstawowym narzędziem analitycznym wykorzystywanym w projekcie była technologia zwana mikroekstrakcją do fazy stałej (ang. solid phase microextraction, SPME). Metoda ta polega na wprowadzeniu do tkanki specjalnej sondy w postaci drucika na jednym końcu pokrytego sorbentem, który niejako „wyciąga” metabolity z badanego materiału. Ponieważ w efekcie wykorzystania mikrosondy nie pobieramy tkanek unikamy w ten sposób konieczności późniejszego wyizolowania związków z materiału biologicznego, co przy zastosowaniu standardowych metod stanowi najbardziej czasochłonny etap procesu analitycznego. Dzięki specyficznym właściwościom biochemicznym badanej tkanki, uzyskuje się reprezentacyjny dla danego nowotworu „zestaw” metabolitów o różnorodnych właściwościach fizykochemicznych (profil metaboliczny).

prof. Barbara Bojko przy pracy, fot. Michał Łepecki Analiza guzów mózgu pokazała, że sondy mikroekstrakcyjne mogą być użyteczne w pobieraniu materiału do badań co manifestowane było dużą ilością wyekstrahowanych związków, takich jak nukleotydy, aminokwasy, acylokarnityny, fosfolipidy czy też pochodne ceramidów. Zaobserwowano także, że pomimo dużej heterogenności badanych próbek zastosowanie sondy SPME z odpowiednio długim sorbentem umożliwia uzyskanie uśrednionego wyniku profilowania całej tkanki. Metodyka ta pozwala zatem na uzyskanie wiarygodnej informacji o biochemii badanego guza przy użyciu już jednej sondy. Analiza metabolomu a także lipidomu badanych guzów mózgu umożliwiła zróżnicowanie ich w zależności od typu histologicznego – oponiaki vs glejaki a także w zależności od stopnia złośliwości czy też obecności klinicznie istotnych zmian w obrębie genotypu: mutacja IDH czy też kodelecja 1p/19q.

Kolejnym podjętym krokiem było zastosowanie interfejsu do szybkiej analizy próbek skonstruowanego przez naszych partnerów z University of Waterloo w Kanadzie – coated blade mass spectrometry (CBS-MS). W tym formacie metody SPME, blaszkę w kształcie miecza pokrytą sorbentem wprowadza się do badanej tkanki a następnie montuje się ją w interfejsie przy spektrometrze mas.  Przyłożenie wysokiego napięcia powoduje jonizację badanych substancji i detekcję w zaledwie kilka sekund. W ramach niniejszego projektu z sukcesem zastosowano wspomniane podejście do ilościowej analizy karnityny w guzie mózgu.

prof. Barbara Bojko przy pracy, fot. Michał Łepecki Nasze doświadczenie w zakresie nowoczesnych metod mikroekstrakcyjnych oraz analiz z wykorzystaniem spektrometrii mas opiera się na kilkuletniej pracy kierownika projektu, dr hab. Barbary Bojko w laboratorium prof. Janusza Pawliszyna – jednego z wiodących światowych analityków i wynalazcy wspomnianej technologii SPME – oraz kontynuowaniu tej współpracy po stworzeniu niezależnego zespołu badawczego w Polsce. Realizacja projektu, w którym konieczne było nie tylko zapewnienie dostępu do setek pacjentów zakwalifikowanych do leczenia operacyjnego, ale także otwartość na nowatorskie metody, była możliwa dzięki zaangażowaniu zespołu klinicystów i pielęgniarek z 10 Szpitala Wojskowego z Polikliniką w Bydgoszczy pod kierunkiem prof. Marka Harata.