Skip to main content
Erschienen in: Der Pathologe 2/2016

15.09.2016 | Solide Tumoren | Hauptreferate: Aktuelle Habilitationen

Metabolomanalyse solider Tumoren

verfasst von: PD Dr. J. Budczies

Erschienen in: Die Pathologie | Sonderheft 2/2016

Einloggen, um Zugang zu erhalten

Zusammenfassung

Metabolomik, die neueste unter den Omik-Wissenschaften, die auch Genomik, Transkriptomik und Proteomik umfassen, ist zu einer zuverlässigen Hochdurchsatztechnologie gereift. Die Kombination von Gaschromatographie mit Flugzeitmassenspektrometrie (GC-TOFMS) stellt ein geeignetes Verfahren zur Analyse des zentralen Metabolismus in frisch gefrorenen Tumorgewebeproben dar. Bioinformatische Methoden, u. a. das von uns entwickelte PROFILE-Clustering, erlauben eine integrierte Analyse und schnelle Interpretation von Metabolomikdaten im Kontext enzymatischer Reaktionen und Stoffwechselwege. Die hier vorgestellte Metabolomanalysen dreier solider Tumortypen zusammen mit den Ergebnissen anderer Autoren bestätigen die Eignung von Metaboliten als Biomarker und eröffnen verschiedene Möglichkeiten für die Translation in die Klinik.
Literatur
1.
Zurück zum Zitat Andronesi OC, Loebel F, Bogner W et al (2016) Treatment response assessment in idh-mutant glioma patients by noninvasive 3d functional spectroscopic mapping of 2‑hydroxyglutarate. Clin Cancer Res 22:1632–1641CrossRefPubMed Andronesi OC, Loebel F, Bogner W et al (2016) Treatment response assessment in idh-mutant glioma patients by noninvasive 3d functional spectroscopic mapping of 2‑hydroxyglutarate. Clin Cancer Res 22:1632–1641CrossRefPubMed
3.
Zurück zum Zitat Budczies J, Denkert C (2016) Tissue-based metabolomics to analyze the breast cancer metabolome. In: Cramer T, Schmitt C (Hrsg) Metabolism in cancer. Springer, Heidelberg Budczies J, Denkert C (2016) Tissue-based metabolomics to analyze the breast cancer metabolome. In: Cramer T, Schmitt C (Hrsg) Metabolism in cancer. Springer, Heidelberg
4.
Zurück zum Zitat Budczies J, Brockmöller SF, Müller BM et al (2013) Comparative metabolomics of estrogen receptor positive and estrogen receptor negative breast cancer: alterations in glutamine and beta-alanine metabolism. J Proteomics 94:279–288CrossRefPubMed Budczies J, Brockmöller SF, Müller BM et al (2013) Comparative metabolomics of estrogen receptor positive and estrogen receptor negative breast cancer: alterations in glutamine and beta-alanine metabolism. J Proteomics 94:279–288CrossRefPubMed
5.
Zurück zum Zitat Budczies J, Denkert C, Müller BM et al (2010) Metatarget – extracting key enzymes of metabolic regulation from high-throughput metabolomics data using KEGG reaction information. German Conference on Bioinformatics 2010., S 103–112 Budczies J, Denkert C, Müller BM et al (2010) Metatarget – extracting key enzymes of metabolic regulation from high-throughput metabolomics data using KEGG reaction information. German Conference on Bioinformatics 2010., S 103–112
6.
Zurück zum Zitat Budczies J, Denkert C, Müller BM et al (2012) Remodeling of central metabolism in invasive breast cancer compared to normal breast tissue – a GC-TOFMS based metabolomics study. BMC Genomics 13:334CrossRefPubMedPubMedCentral Budczies J, Denkert C, Müller BM et al (2012) Remodeling of central metabolism in invasive breast cancer compared to normal breast tissue – a GC-TOFMS based metabolomics study. BMC Genomics 13:334CrossRefPubMedPubMedCentral
7.
Zurück zum Zitat Budczies J, Kosztyla D, von Törne C et al (2014) Cancerclass: an R package for development and validation of diagnostic tests from high-dimensional molecular data. J Stat Softw 59:1–19 Budczies J, Kosztyla D, von Törne C et al (2014) Cancerclass: an R package for development and validation of diagnostic tests from high-dimensional molecular data. J Stat Softw 59:1–19
8.
Zurück zum Zitat Budczies J, Pfitzner BM, Györffy B et al (2015) Glutamate enrichment as new diagnostic opportunity in breast cancer. Int J Cancer 136:1619–1628CrossRefPubMed Budczies J, Pfitzner BM, Györffy B et al (2015) Glutamate enrichment as new diagnostic opportunity in breast cancer. Int J Cancer 136:1619–1628CrossRefPubMed
9.
Zurück zum Zitat Chaturvedi A, Araujo Cruz MM, Jyotsana N et al (2016) Enantiomer-specific and paracrine leukemogenicity of mutant idh metabolite 2‑hydroxyglutarate. Leukemia. doi:10.1038/leu.2016.71 Chaturvedi A, Araujo Cruz MM, Jyotsana N et al (2016) Enantiomer-specific and paracrine leukemogenicity of mutant idh metabolite 2‑hydroxyglutarate. Leukemia. doi:10.​1038/​leu.​2016.​71
10.
Zurück zum Zitat Denkert C, Budczies J, Kind T et al (2006) Mass spectrometry-based metabolic profiling reveals different metabolite patterns in invasive ovarian carcinomas and ovarian borderline tumors. Cancer Res 66:10795–10804CrossRefPubMed Denkert C, Budczies J, Kind T et al (2006) Mass spectrometry-based metabolic profiling reveals different metabolite patterns in invasive ovarian carcinomas and ovarian borderline tumors. Cancer Res 66:10795–10804CrossRefPubMed
11.
Zurück zum Zitat Denkert C, Budczies J, Weichert W et al (2008) Metabolite profiling of human colon carcinoma – deregulation of TCA cycle and amino acid turnover. Mol Cancer 7:72CrossRefPubMedPubMedCentral Denkert C, Budczies J, Weichert W et al (2008) Metabolite profiling of human colon carcinoma – deregulation of TCA cycle and amino acid turnover. Mol Cancer 7:72CrossRefPubMedPubMedCentral
12.
Zurück zum Zitat Fathi AT, Sadrzadeh H, Comander AH et al (2014) Isocitrate dehydrogenase 1 (IDH1) mutation in breast adenocarcinoma is associated with elevated levels of serum and urine 2‑hydroxyglutarate. Oncologist 19:602–607CrossRefPubMedPubMedCentral Fathi AT, Sadrzadeh H, Comander AH et al (2014) Isocitrate dehydrogenase 1 (IDH1) mutation in breast adenocarcinoma is associated with elevated levels of serum and urine 2‑hydroxyglutarate. Oncologist 19:602–607CrossRefPubMedPubMedCentral
13.
Zurück zum Zitat Gross MI, Demo SD, Dennison JB et al (2014) Antitumor activity of the glutaminase inhibitor CB-839 in triple-negative breast cancer. Mol Cancer Ther 13:890–901CrossRefPubMed Gross MI, Demo SD, Dennison JB et al (2014) Antitumor activity of the glutaminase inhibitor CB-839 in triple-negative breast cancer. Mol Cancer Ther 13:890–901CrossRefPubMed
14.
Zurück zum Zitat Kelly AD, Breitkopf SB, Yuan M et al (2011) Metabolomic profiling from formalin-fixed, paraffin-embedded tumor tissue using targeted LC-MS/MS: application in sarcoma. PLOS ONE 6:e25357CrossRefPubMedPubMedCentral Kelly AD, Breitkopf SB, Yuan M et al (2011) Metabolomic profiling from formalin-fixed, paraffin-embedded tumor tissue using targeted LC-MS/MS: application in sarcoma. PLOS ONE 6:e25357CrossRefPubMedPubMedCentral
15.
Zurück zum Zitat Kroemer G, Pouyssegur J (2008) Tumor cell metabolism: cancer’s Achilles’ heel. Cancer Cell 13:472–482CrossRefPubMed Kroemer G, Pouyssegur J (2008) Tumor cell metabolism: cancer’s Achilles’ heel. Cancer Cell 13:472–482CrossRefPubMed
16.
Zurück zum Zitat Mihály Z, Kormos M, Lánczky A et al (2013) A meta-analysis of gene expression-based biomarkers predicting outcome after tamoxifen treatment in breast cancer. Breast Cancer Res Treat 140:219–232CrossRefPubMed Mihály Z, Kormos M, Lánczky A et al (2013) A meta-analysis of gene expression-based biomarkers predicting outcome after tamoxifen treatment in breast cancer. Breast Cancer Res Treat 140:219–232CrossRefPubMed
17.
Zurück zum Zitat Morin A, Letouzé E, Gimenez-Roqueplo A et al (2014) Oncometabolites-driven tumorigenesis: from genetics to targeted therapy. Int J Cancer 135:2237–2248CrossRefPubMed Morin A, Letouzé E, Gimenez-Roqueplo A et al (2014) Oncometabolites-driven tumorigenesis: from genetics to targeted therapy. Int J Cancer 135:2237–2248CrossRefPubMed
18.
Zurück zum Zitat Robinson MM, McBryant SJ, Tsukamoto T et al (2007) Novel mechanism of inhibition of rat kidney-type glutaminase by bis-2-(5-phenylacetamido-1,2,4-thiadiazol-2-yl)ethyl sulfide (BPTES). Biochem J 406:407–414 Robinson MM, McBryant SJ, Tsukamoto T et al (2007) Novel mechanism of inhibition of rat kidney-type glutaminase by bis-2-(5-phenylacetamido-1,2,4-thiadiazol-2-yl)ethyl sulfide (BPTES). Biochem J 406:407–414
19.
Zurück zum Zitat Schulze A, Harris AL (2012) How cancer metabolism is tuned for proliferation and vulnerable to disruption. Nature 491:364–373CrossRefPubMed Schulze A, Harris AL (2012) How cancer metabolism is tuned for proliferation and vulnerable to disruption. Nature 491:364–373CrossRefPubMed
20.
21.
Zurück zum Zitat Sreekumar A, Poisson LM, Rajendiran TM et al (2009) Metabolomic profiles delineate potential role for sarcosine in prostate cancer progression. Nature 457:910–914CrossRefPubMedPubMedCentral Sreekumar A, Poisson LM, Rajendiran TM et al (2009) Metabolomic profiles delineate potential role for sarcosine in prostate cancer progression. Nature 457:910–914CrossRefPubMedPubMedCentral
22.
23.
Zurück zum Zitat Tennant DA, Durán RV, Gottlieb E (2010) Targeting metabolic transformation for cancer therapy. Nat Rev Cancer 10:267–277CrossRefPubMed Tennant DA, Durán RV, Gottlieb E (2010) Targeting metabolic transformation for cancer therapy. Nat Rev Cancer 10:267–277CrossRefPubMed
24.
Zurück zum Zitat Tennant DA, Durán RV, Boulahbel H et al (2009) Metabolic transformation in cancer. Carcinogenesis 30:1269–1280CrossRefPubMed Tennant DA, Durán RV, Boulahbel H et al (2009) Metabolic transformation in cancer. Carcinogenesis 30:1269–1280CrossRefPubMed
25.
Zurück zum Zitat Terunuma A, Putluri N, Mishra P et al (2014) Myc-driven accumulation of 2‑hydroxyglutarate is associated with breast cancer prognosis. J Clin Invest 124:398–412CrossRefPubMed Terunuma A, Putluri N, Mishra P et al (2014) Myc-driven accumulation of 2‑hydroxyglutarate is associated with breast cancer prognosis. J Clin Invest 124:398–412CrossRefPubMed
26.
Zurück zum Zitat Vander Heiden MG, Cantley LC, Thompson CB (2009) Understanding the Warburg effect: the metabolic requirements of cell proliferation. Science 324:1029–1033CrossRefPubMedPubMedCentral Vander Heiden MG, Cantley LC, Thompson CB (2009) Understanding the Warburg effect: the metabolic requirements of cell proliferation. Science 324:1029–1033CrossRefPubMedPubMedCentral
27.
Zurück zum Zitat Wang J, Erickson JW, Fuji R et al (2010) Targeting mitochondrial glutaminase activity inhibits oncogenic transformation. Cancer Cell 18:207–219CrossRefPubMedPubMedCentral Wang J, Erickson JW, Fuji R et al (2010) Targeting mitochondrial glutaminase activity inhibits oncogenic transformation. Cancer Cell 18:207–219CrossRefPubMedPubMedCentral
28.
Zurück zum Zitat Wishart DS, Jewison T, Guo AC et al (2013) HMDB 3.0 – the human metabolome database in 2013. Nucleic Acids Res 41:D801–D807CrossRefPubMed Wishart DS, Jewison T, Guo AC et al (2013) HMDB 3.0 – the human metabolome database in 2013. Nucleic Acids Res 41:D801–D807CrossRefPubMed
29.
Zurück zum Zitat Wojakowska A, Marczak Ł, Jelonek K et al (2015) An optimized method of metabolite extraction from formalin-fixed paraffin-embedded tissue for GC-MS analysis. PLOS ONE 10:e0136902CrossRefPubMedPubMedCentral Wojakowska A, Marczak Ł, Jelonek K et al (2015) An optimized method of metabolite extraction from formalin-fixed paraffin-embedded tissue for GC-MS analysis. PLOS ONE 10:e0136902CrossRefPubMedPubMedCentral
Metadaten
Titel
Metabolomanalyse solider Tumoren
verfasst von
PD Dr. J. Budczies
Publikationsdatum
15.09.2016
Verlag
Springer Medizin
Erschienen in
Die Pathologie / Ausgabe Sonderheft 2/2016
Print ISSN: 2731-7188
Elektronische ISSN: 2731-7196
DOI
https://doi.org/10.1007/s00292-016-0217-1

Weitere Artikel der Sonderheft 2/2016

Der Pathologe 2/2016 Zur Ausgabe

Passend zum Thema

ANZEIGE

Bei Immuntherapien das erhöhte Thromboserisiko beachten

Unter modernen Systemtherapien versechsfacht sich das VTE-Risiko. Warum diese Daten relevant für die Behandlung krebsassoziierter Thrombosen sind, erläutert Prof. F. Langer im Interview. So kann es durch Immuntherapien zu inflammatorischen Syndromen z.B. im GI-Trakt kommen. Nebenwirkungen wie Durchfall oder Mukositis haben dann Einfluss auf die Wirksamkeit oraler Antikoagulantien. Aber auch in punkto Blutungsrisiko ist Vorsicht geboten. Wann hier bevorzugt NMH eingesetzt werden sollten, erläutert Prof. Langer im Interview.

ANZEIGE

CAT-Management ist ganz einfach – oder doch nicht?

Krebsassoziierte venöse Thromboembolien (CAT) haben in den vergangenen Jahren stetig zugenommen. Was hat der Anstieg mit modernen Antitumortherapien zu tun? Venöse Thromboembolien sind relevante Morbiditäts- und Mortalitätsfaktoren in der Onkologie. Besonders hoch sind die Risiken bei Tumoren des Abdominalraums. Eine antithrombotische Primärprophylaxe ist daher gerade bei gastrointestinalen (GI-) Tumoren auch im ambulanten Setting wichtig.

ANZEIGE

Management von Thromboembolien bei Krebspatienten

Die Thromboembolie ist neben Infektionen die zweithäufigste Todesursache bei Krebspatienten. Die Behandlung der CAT (cancer associated thrombosis) ist komplex und orientiert sich am individuellen Patienten. Angesichts einer Vielzahl zur Verfügung stehender medikamentöser Behandlungsoptionen finden Sie hier Video-Experteninterviews, Sonderpublikationen und aktuelle Behandlungsalgorithmen zur Therapieentscheidung auf Basis von Expertenempfehlungen.

LEO Pharma GmbH

Passend zum Thema

ANZEIGE

AGO-Leitlinie 2024: Update zu CDK4 & 6 Inhibitoren

Die Kommission Mamma der Arbeitsgemeinschaft Gynäkologische Onkologie (AGO) hat am 02. März 2024 ihre aktualisierten Empfehlungen präsentiert.[1,2] Welchen Stellenwert CDK4 & 6 Inhibitoren in der Therapie des Hormonrezeptor-positiven (HR+), HER2-negativen (HER2-) Mammakarzinoms haben, erfahren Sie hier im Update.

ANZEIGE

Finale OS-Analyse der MONARCH-3-Studie vorgestellt

In der MONARCH-3-Studie erhielten Patientinnen mit fortgeschrittenem HR+, HER2- Brustkrebs Abemaciclib [1,a] in Kombination mit nicht-steroidalem Aromatasehemmer (nsAI). Die finalen Daten bestätigen den in früheren Analysen beobachteten Unterschied zugunsten der Kombinationstherapie. [2] Details dazu vom SABCS 2023.

ANZEIGE

Die Bedeutung der CDK4 & 6 Inhibition beim HR+, HER2- Mammakarzinom

Es erwarten Sie praxisrelevante Patientenfälle, kompakte Studiendarstellungen, informative Experteninterviews sowie weitere spannende Inhalte rund um das HR+, HER2- Mammakarzinom.