Vliv suplementace mědi a selenu na úroveň prvků ve stehenních kostech potkanů v neoplastických podmínkách

A study was conducted to determine the effect of long-term supplementation with selenium and copper, administered at twice the level used in the standard diet of rats, on the content of selected elements in the femoral bones of healthy rats and rats with implanted LNCaP cancer cells. After an adaptation period, the animals were randomly divided into two experimental groups. The rats in the experimental group were implanted with prostate cancer cells. The rats in the control group were kept in the same conditions as those in the experimental group and fed the same diet, but without implanted cancer cells. The cancer cells (LNCaP) were intraperitoneally implanted in the amount of 1 x 10(6) (in PBS 0.4 mL) at the age of 90 days. The content of elements in the samples was determined by a quadrupole mass spectrometer with inductively coupled plasma ionization (ICP-MS). In the femoral bones of rats with implanted LNCaP cells, in the case of the standard diet and the copper-enriched diet, there was a marked decreasing trend in the content of the analysed elements relative to the control rats. This may indicate slow osteolysis taking place in the bone tissue. Contrasting results were obtained for the diet enriched with selenium; there was no significant reduction in the level of these elements, and there was even an increase in the concentrations of Fe and K in the bones of rats with implanted LNCaP cells. Particularly, numerous changes in the mineral composition of the bones were generated by enriching the diet with copper. The elements that most often underwent changes (losses) in the bones were cobalt, iron, manganese and molybdenum. The changes observed, most likely induced by the implantation of LNCaP cells, may indicate a disturbance of mineral homeostasis.Byla provedena studie, jejímž cílem bylo zjistit vliv dlouhodobé suplementace selenem a mědí, podávanými ve dvojnásobné výši, než jaká je použita ve standardní stravě potkanů, na obsah vybraných prvků femorálních kostí zdravých potkanů a potkanů s implantovanými nádorovými buňkami LNCaP. Po adaptačním období byla zvířata náhodně rozdělena do dvou experimentálních skupin. Potkanům v experimentální skupině byly implantovány buňky rakoviny prostaty. Potkani v kontrolní skupině byli chováni ve stejných podmínkách jako v experimentální skupině a krmeni stejnou stravou, avšak bez implantovaných nádorových buněk. Nádorové buňky (LNCaP) byly intraperitoneálně implantovány v množství 1 x 10(6) (v PBS 0,4 ml) v rozsahu 90 dnů. Obsah prvků ve vzorcích byl určen kvadrupólovým hmotnostním spektrometrem s indukčně vázanou plazmatickou ionizací (ICP-MS). Ve stehenních kostech potkanů s implantovanými LNCaP buňkami byl v případě standardní stravy a stravy obohacené mědí v porovnání s kontrolními potkany znatelně klesající trend v obsahu analyzovaných prvků. To může naznačovat pomalou osteolýzu probíhající v kostní tkáni. U potravy obohacené selenem byly získány kontrastní výsledky; nedošlo k významnému snížení hladiny těchto prvků a dokonce došlo ke zvýšení koncentrací Fe a K v kostech potkanů s implantovanými LNCaP buňkami. Zejména četné změny minerálního složení kostí vznikly při obohacení potravy mědí. Prvky, které nejčastěji prošly změnami (ztrátami) v kostech, byly kobalt, železo, mangan a molybden. Pozorované změny, které byly s největší pravděpodobností vyvolány implantací buněk LNCaP, mohou naznačovat poruchu minerální homeostázy

Alterations in Blood Plasma Metabolome of Patients with Lesniowski-Crohn’s Disease Shortly after Surgical Treatment—Pilot Study

Lesniowski-Crohn’s disease (CD) is a type of chronic inflammatory bowel disease (IBD) of uncertain etiology. Initially, pharmacological management is undertaken; however, surgical intervention is necessary to improve life quality and relieve symptoms in most cases. Here changes are reported in blood metabolome that occurred three days after the ileo-colic region resection in the case of seven patients. Alterations are observed in levels of metabolites associated with multiple mitochondrial pathways, based on the Metabolite Set Enrichment Analysis, reflecting a high energy demand in the post-operative period. As most of these metabolites are also essential nutrients supplied from foods, we believe that our results might contribute to the discussion on perioperative nutrition’s role in enhanced recovery

Změna profilu sulfátů a sfingomyelinů v plazmě, moči a tkáních u pacientů s karcinomem ledvinových buněk

RCC, the most common type of kidney cancer, is associated with high mortality. A non-invasive diagnostic test remains unavailable due to the lack of RCC-specific biomarkers in body fluids. We have previously described a significantly altered profile of sulfatides in RCC tumor tissues, motivating us to investigate whether these alterations are reflected in collectible body fluids and whether they can enable RCC detection. Methods: We collected and further analyzed 143 plasma, 100 urine, and 154 tissue samples from 155 kidney cancer patients, together with 207 plasma and 70 urine samples from 214 healthy controls. Results: For the first time, we show elevated concentrations of lactosylsulfatides and decreased levels of sulfatides with hydroxylated fatty acyls in body fluids of RCC patients compared to controls. These alterations are emphasized in patients with the advanced tumor stage. Classification models are able to distinguish between controls and patients with RCC. In the case of all plasma samples, the AUC for the testing set was 0.903 (0.844–0.954), while for urine samples it was 0.867 (0.763–0.953). The models are able to efficiently detect patients with early and late-stage RCC based on plasma samples as well. The test set sensitivities were 80.6% and 90%, and AUC values were 0.899 (0.832–0.952) and 0.981 (0.956–0.998), respectively. Conclusion: Similar trends in body fluids and tissues indicate that RCC influences lipid metabolism, and highlight the potential of the studied lipids for minimally-invasive cancer detection, including patients with early tumor stages, as demonstrated by the predictive ability of the applied classification models.Renální karcinom ledvin (RCC) je nejběžnějším typem rakoviny ledvin a je spojován s vysokou mortalitou. V tělních tekutinách nebyl doposud objeven žádný specifický biomarker pro RCC v tělních tekutinách, takže stále neexistuje žádný neinvazivní diagnostický test. Nedávno jsme popsali významně změněný profil sulfatidů v RCC nádorových tkáních, což nás motivovalo zjistit, zdali jsou tyto alterace specifických lipidů reflektovány i ve sbíraných tělních tekutinách pacientů, a zdali umožňují detekci RCC. Metoda: Pro tento účel jsme nasbírali a následně analyzovali 143 vzorků plazmy, 100 vzorků moči a 154 vzorků tkání od 155 pacientů s rakovinou a společně s tím jsme nasbírali dále 207 vzorků plazmy, 70 vzorků moči od 214 zdravých kontrol. Výsledky: V této práci poprvé popisujeme zvýšené koncentrace laktosylsulfatidů a snížené hladiny sulfatidů s hydroxylovanými mastnými acyly v tělních tekutinách pacientů s RCC ve srovnání s kontrolami. Tyto změny jsou vyšší u pacientů s pokročilým stádiem nádoru. Použité klasifikační modely dokáží rozlišit pacienty s RCC od kontrol. V případě všech měřených vzorků plazmy byla AUC pro testovací sadu 0,903 (0,844-0,954), zatímco u vzorků moči 0,867 (0,763-0,953). Na základě vzorků plazmy jsou modely schopny efektivně detekovat i pacienty s časným a pozdním stadiem RCC. Citlivost testovacího setu byla 80,6 % a 90 % a hodnoty AUC byly 0,899 (0,832–0,952) pro pacienty s časným stádiem, resp. 0,981 (0,956–0,998) pro pacienty s pokročilým stádiem rakoviny. Závěr: Podobné trendy v tělních tekutinách a tkáních naznačují, že RCC ovlivňuje metabolismus lipidů, a zdůrazňují potenciál studovaných lipidů pro minimálně invazivní detekci rakoviny, včetně pacientů s ranými stadii nádoru, jak dokazuje prediktivní schopnost aplikovaných klasifikačních modelů

Lipidomické profily plazmy pacientů s karcinomem ledvin, prsu a prostaty se liší od zdravých kontrol

Early detection of cancer is one of the unmet needs in clinical medicine. Peripheral blood analysis is a preferred method for efficient population screening, because blood collection is well embedded in clinical practice and minimally invasive for patients. Lipids are important biomolecules, and variations in lipid concentrations can reflect pathological disorders. Lipidomic profiling of human plasma by the coupling of ultrahigh-performance supercritical fluid chromatography and mass spectrometry is investigated with the aim to distinguish patients with breast, kidney, and prostate cancers from healthy controls. The mean sensitivity, specificity, and accuracy of the lipid profiling approach were 85%, 95%, and 92% for kidney cancer; 91%, 97%, and 94% for breast cancer; and 87%, 95%, and 92% for prostate cancer. No association of statistical models with tumor stage is observed. The statistically most significant lipid species for the differentiation of cancer types studied are CE 16:0, Cer 42:1, LPC 18:2, PC 36:2, PC 36:3, SM 32:1, and SM 41:1 These seven lipids represent a potential biomarker panel for kidney, breast, and prostate cancer screening, but a further verification step in a prospective study has to be performed to verify clinical utility.Včasná detekce rakoviny je jednou z nenaplněných potřeb klinické medicíny. Periferní analýza krve je preferovanou metodou pro efektivní populační screening, protože odběr krve je dobře zakotven v klinické praxi a je minimálně invazivní pro pacienty. Lipidy jsou důležité biomolekuly a odchylky v koncentracích lipidů mohou odrážet patologické poruchy. Lipidomická profilace lidské plazmy spojením ultra-vysokoúčinné superkritické kapalinové chromatografie a hmotnostní spektrometrie je zkoumána s cílem odlišit pacienty s karcinomem prsu, ledvin a prostaty od zdravých kontrol. Průměrná citlivost, specifičnost a přesnost při profilování lipidů byla 85 %, 95 % a 92 % u rakoviny ledvin; 91 %, 97 %, a 94 % pro rakovinu prsu; a 87 %, 95 % a 92 % pro rakovinu prostaty. Není pozorována žádná souvislost statistických modelů se stádiem nádoru. Statisticky nejvýznamnějšími druhy lipidů pro diferenciaci zkoumaných typů nádorů jsou CE 16:0, Cer 42:1, LPC 18:2, PC 36:2, PC 36:3, SM 32:1 a SM 41:1. Těchto sedm lipidů představuje potenciální biomarkerový panel pro screening rakoviny ledvin, prsu a prostaty, ale k ověření klinické užitečnosti musí být proveden další ověřovací krok v prospektivní studii

Lipidomika založená na hmotnostní spektrometrii odhaluje diferenciální změny v akumulovaných lipidových třídách při chronickém onemocnění ledvin

"Chronic kidney disease (CKD) is characterized by the progressive loss of functional nephrons. Although cardiovascular disease (CVD) complications and atherosclerosis are the leading causes of morbidity and mortality in CKD, the mechanism by which the progression of CVD accelerates remains unclear. To reveal the molecular mechanisms associated with atherosclerosis linked to CKD, we applied a shotgun lipidomics approach fortified with standard laboratory analytical methods and gas chromatography-mass spectrometry technique on selected lipid components and precursors to analyze the plasma lipidome in CKD and classical CVD patients. The MS-based lipidome profiling revealed the upregulation of triacylglycerols in CKD and downregulation of cholesterol/cholesteryl esters, sphingomyelins, phosphatidylcholines, phosphatidylethanolamines and ceramides as compared to CVD group and controls. We have further observed a decreased abundance of seven fatty acids in CKD with strong inter-correlation. In contrast, the level of glycerol was elevated in CKD in comparison to all analyzed groups. Our results revealed the putative existence of a functional causative link-the low cholesterol level correlated with lower estimated glomerular filtration rate and kidney dysfunction that supports the postulated ""reverse epidemiology"" theory and suggest that the lipidomic background of atherosclerosis-related to CKD is unique and might be associated with other cellular factors, i.e., inflammation."Chronické onemocnění ledvin (CKD) je charakterizováno postupnou ztrátou funkčních nefronů. Ačkoli jsou komplikace kardiovaskulárních onemocnění (CVD) a ateroskleróza hlavními příčinami morbidity a mortality u CKD, mechanismus, jakým se zrychluje progrese CVD, zůstává nejasný. Abychom odhalili molekulární mechanismy spojené s aterosklerózou spojenou s CKD, použili jsme shotgun lipidomiku obohacenou standardními laboratorními analytickými metodami a technikou plynové chromatografie a hmotnostní spektrometrie na vybraných lipidových složkách a prekurzorech k analýze lipidomu v plazmě u pacientů s CKD a klasickými CVD. Lipidomový profil založený na MS odhalil zvýšenou regulaci triacylglycerolů u CKD a sníženou regulaci cholesterol/cholesterylesterů, sfingomyelinů, fosfatidylcholinů, fosfatidylethanolaminů a ceramidů ve srovnání s CVD skupinou a kontrolami. Dále jsme u CKD se silnou interkorelací zaznamenali snížený výskyt sedmi mastných kyselin. Naopak hladina glycerolu byla zvýšena u CKD ve srovnání se všemi analyzovanými skupinami. Naše výsledky odhalily domnělou existenci funkční příčinné souvislosti – nízká hladina cholesterolu korelovala s nižší odhadovanou glomerulární filtrací a dysfunkcí ledvin, která podporuje postulovanou teorii „obrácené epidemiologie“ a naznačuje, že lipidomické pozadí aterosklerózy související s CKD je jedinečné a může být spojeno s jinými buněčnými faktory, tj. zánět

Lipidomické profilování lidského séra umožňující detekci karcinomu slinivky břišní

Pancreatic cancer has the worst prognosis among all cancers. Cancer screening of body fluids may improve the survival time prognosis of patients, who are often diagnosed too late at an incurable stage. Several studies report the dysregulation of lipid metabolism in tumor cells, suggesting that changes in the blood lipidome may accompany tumor growth. Here we show that the comprehensive mass spectrometric determination of a wide range of serum lipids reveals statistically significant differences between pancreatic cancer patients and healthy controls, as visualized by multivariate data analysis. Three phases of biomarker discovery research (discovery, qualification, and verification) are applied for 830 samples in total, which shows the dysregulation of some very long chain sphingomyelins, ceramides, and (lyso) phosphatidylcholines. The sensitivity and specificity to diagnose pancreatic cancer are over 90%, which outperforms CA 19-9, especially at an early stage, and is comparable to established diagnostic imaging methods. Furthermore, selected lipid species indicate a potential as prognostic biomarkers.Rakovina slinivky má nejhorší prognózu ze všech nádorů. Screening nádorových onemocnění tělními tekutinami může zlepšit časovou prognózu přežití pacientů, kteří jsou často diagnostikováni příliš pozdě v nevyléčitelném stadiu. Několik studií uvádí dysregulaci metabolismu lipidů v nádorových buňkách, což naznačuje, že změny v krevním lipidomu mohou doprovázet růst nádoru. Zde ukazujeme, že komplexní hmotnostní spektrometrické stanovení širokého spektra sérových lipidů odhaluje statisticky významné rozdíly mezi pacienty s rakovinou pankreatu a zdravými kontrolami, jak je vizualizováno multivariační analýzou dat. Tři fáze výzkumu v oblasti objevování biomarkerů (objev, kvalifikace a verifikace) jsou aplikovány celkem na 830 vzorků, což prokazuje dysregulaci některých velmi dlouhých řetězců sfingomyelinů, ceramidů a (lyso)fosfatidylcholinů. Senzitivita a specificita k diagnostice karcinomu slinivky břišní je více než 90%, což překonává CA 19-9, zejména v raném stadiu, a je srovnatelná se zavedenými diagnostickými zobrazovacími metodami. Vybrané druhy lipidů navíc indikují potenciál jako prognostické biomarkery

Lipidomic profiling of human serum enables detection of pancreatic cancer

Pancreatic cancer has the worst prognosis among all cancers. Cancer screening of body fluids may improve the survival time prognosis of patients, who are often diagnosed too late at an incurable stage. Several studies report the dysregulation of lipid metabolism in tumor cells, suggesting that changes in the blood lipidome may accompany tumor growth. Here we show that the comprehensive mass spectrometric determination of a wide range of serum lipids reveals statistically significant differences between pancreatic cancer patients and healthy controls, as visualized by multivariate data analysis. Three phases of biomarker discovery research (discovery, qualification, and verification) are applied for 830 samples in total, which shows the dysregulation of some very long chain sphingomyelins, ceramides, and (lyso) phosphatidylcholines. The sensitivity and specificity to diagnose pancreatic cancer are over 90%, which outperforms CA 19-9, especially at an early stage, and is comparable to established diagnostic imaging methods. Furthermore, selected lipid species indicate a potential as prognostic biomarkers