Zastosowanie metabolomiki w diagnostyce medycznej Nowoczesne metody wykrywania chorób

Wojciech Wojtowicz

wojciech.wojtowicz@pwr.edu.pl

Bioorganic Chemistry Group

Department of Chemistry

Wrocław University of Technology

Van der Greef J et al. The role of metabolomics in systems biology. In Metabolic Profiling: Its Role in Biomarker Discovery and Gene Function Analysis, London: Kluwer Academic Publishers; 2003:170-198.

METABOLOMIKA

CHORY

ZDROWY

Zmiany w szlakach biochemicznych w celu utrzymania homeostazy

Wczesne biomarkery choroby

Markery prognostyczne

METABOLOMIKA

INWAZYJNY

NIEINWAZYJNY

METABOLOMIKA

INWAZYJNY

NIEINWAZYJNY

METABOLOMIKA

Techniki Analityczne + Metody bioinformatyczne

Chemometria i Statystyka

Spektrometria MS -Waters, Synapt G2-Si

W naszym laboratorium

Spektroskpia NMR -Bruker 600 MHz -Jeol 400 MHZ

Analiza biochemiczna

Cyt Nu

METABOLOMIKA Metody bioinformatyczne

KLASYFIKACYJNE ORAZ DYSKRYMINACYJNE

ZDROWY CHORY

NIEZNANY

METABOLOMIKA

ZDROWY CHORY

Metody bioinformatyczne KLASYFIKACYJNE ORAZ DYSKRYMINACYJNE

CHORY

METABOLOMIKA W DIAGNOSTYCE MEDYCZNEJ

Przeprowadzone projekty – diagnostyka nowotworów

Tarczyca

Persi Płuca

Hematologia

METABOLOMIKA W DIAGNOSTYCE MEDYCZNEJ

Deja S et al. Follicular adenomas exhibit a unique metabolic profile. ¹H NMR studies of thyroid lesions. PLoS One. 2013 Dec 23;8(12):e84637.

TARCZYCA -Materiał tkankowy

Modele dykryminacyjne OPLS-DA porównujące i różnicujące badane grupy chorób tarczycy (NN, FA, TC) w stosunku do zdrowej kontroli (H).

METABOLOMIKA W DIAGNOSTYCE MEDYCZNEJ

Deja S et al. Follicular adenomas exhibit a unique metabolic profile. ¹H NMR studies of thyroid lesions. PLoS One. 2013 Dec 23;8(12):e84637.

Modele dykryminacyjne OPLS-DA porównujące i różnicujące badane grupy chorób tarczycy (NN, FA, TC).

TARCZYCA -Materiał tkankowy

METABOLOMIKA W DIAGNOSTYCE MEDYCZNEJ

Deja S et al. Follicular adenomas exhibit a unique metabolic profile. ¹H NMR studies of thyroid lesions. PLoS One. 2013 Dec 23;8(12):e84637.

TARCZYCA -Materiał tkankowy

METABOLOMIKA W DIAGNOSTYCE MEDYCZNEJ

Wojtowicz W et al. Serum and urine 1H NMR-based metabolomics in the diagnosis of selected thyroid diseases. Sci Rep. 2017 Aug 22;7(1):9108

TARCZYCA -Surowica i Mocz

A C B D

B A

C

D

METABOLOMIKA W DIAGNOSTYCE MEDYCZNEJ

Wojtowicz W et al. Serum and urine 1H NMR-based metabolomics in the diagnosis of selected thyroid diseases. Sci Rep. 2017 Aug 22;7(1):9108

TARCZYCA -Surowica i Mocz

A B C

B A

C

METABOLOMIKA W DIAGNOSTYCE MEDYCZNEJ

Deja S et al. Metabolomics provide new insights on lung cancer staging and discrimination from chronic obstructive pulmonary disease. J Pharm Biomed Anal. 2014 Nov;100:369-380.

PŁUCA -Surowica

A B C

D

A B C

D

METABOLOMIKA W DIAGNOSTYCE MEDYCZNEJ

Deja S et al. Metabolomics provide new insights on lung cancer staging and discrimination from chronic obstructive pulmonary disease. J Pharm Biomed Anal. 2014 Nov;100:369-380.

PŁUCA -Surowica

Metabolity umożliwiające ocenenie progresji wśród pacjentów NSCLC oraz COPD

METABOLOMIKA W DIAGNOSTYCE MEDYCZNEJ

Wojtowicz W et al. Metabolomics provide new insights on lung cancer staging and discrimination from chronic obstructive pulmonary disease. Oncotarget. 2018; 9:24414-24427.

HEMATOLOGICZNE -Surowica

nHL

AML CLL

nHL

AML CLL

Modele dykryminacyjne PLS-DA oraz wykresy ładunków porównujące choroby hematologiczne (AML – ostra białaczka szpikowa, nHL – chłoniaki niezarnicze oraz CLL – przewlekła białaczka limfocytowa

METABOLOMIKA W DIAGNOSTYCE MEDYCZNEJ

Wojtowicz W et al. Metabolomics provide new insights on lung cancer staging and discrimination from chronic obstructive pulmonary disease. Oncotarget. 2018; 9:24414-24427.

HEMATOLOGICZNE -Surowica

2-hydroxyglutarate

Kynurenine

IDO

IDH

LDH

GA

METABOLOMIKA W DIAGNOSTYCE MEDYCZNEJ

PIERSI -Surowica

A B C

Modele dykryminacyjne OPLS-DA (R2X 0.539, R2Y 0.665, Q2 0.582) oraz wykresy ROC dla modeli PLS-DA. Prównanie osób zdrowych w zestawienu do pacjentów z nowotworem piersi (Luminal A, Luminal B, TNBC, DCIS)

METABOLOMIKA W DIAGNOSTYCE MEDYCZNEJ

PIERSI -Surowica

Zdrowi vs Luminal A vs Luminal B vsTNBC Zdrowi vs Chorzy

WYSELEKCJONOWANE POTENCJALNE BIOMARKERY

Laboratorium Metabolomiczne - PWr

MBioSolutions www.mbiosolution.pwr.edu.pl

Politechnika Wrocławska Wybrzeze Wyspianskiego 29 Budynek A2 Pokój 202/203/204/205/206 50-370 Wrocław Tel. 71 320 24 19; 71 320 45 97 Tel kom. 606 898 616 piotr.mlynarz@pwr.edu.pl adam.zabek@pwr.edu.pl wojciech.wojtowicz@pwr.edu.pl