Neravnotežje kovin v sledovih kot biomarker rakov biliarnega trakta

Neravnovesje kovin v sledovih MD v telesu bolnikov z rakom je povezano s številnimi zdravstvenimi težavami za katere pogosto ni učinkovitega zdravljenja. V predlaganem projektu bomo identificirali in raziskali MD pri raku žolčnega trakta na predklinični in klinični ravni z inovativno uporabo analiznih metod, ki temeljijo na masni spektrometriji z induktivno sklopljeno plazmo (ICP-MS). Tako bomo preiskusili glavno hipotezo, ki predpostavlja, da se MD lahko uporabi kot biomarker bolezni. Zastavljene cilje bomo uresničili z razvojem in uporabo na novo razvitih analiznih metod za raziskave kovinskih biomarkerjev v onkologiji na predklinični in klinični ravni. Klinično študijo smo zasnovali z namenom določitve serumske ravni Cu, Zn in Fe in njihovega medsebojnega razmerja ter speciacijo Cu in njegovo izotopsko frakcionacijo kot napovedni biomarker odziva na sistemsko terapijo v korelaciji z radiološkim CT vrednotenjem odziva na sistemsko terapijo. Klinična študija bo dala odgovor tudi glede izvedljivosti in uporabnosti predlaganega pristopa. Projekt je sestavljen iz 4 delovnih paketov. V okviru prvega (WP1) bomo izbrali protokole zbiranja vzorcev, njihovo selekcijo, hranjenje in pripravo (3D modeli, tkiva, celice in plazma/serum). Posebno pozornost bomo namenili ohranjanju integritete analiziranih kemičnih zvrsti. WP1 vključuje tudi pripravo in karakterizacijo kalibrantov, izotopskih standardov, modelnih vzorcev in referenčnih testnih materialov. Delovni paket 2 (WP2) je namenjen razvoju in uporabi analitskih metod, ki temeljijo na ICP-MS (analiza skupne koncentracije kovin, speciacijska analiza in izotopska frakcionacija) za identifikacijo MD in sprememb v speciaciji ter izotopskih razmerij izbranih elementov v sledovih (poudarek na Cu, nato Zn in Fe) v raziskavah možnosti uporabe MD kot biomarkerja raka žolčevodov. Razvili bomo tudi metodo za določitev kvantitativne porazdelitve omenjenih kovin (vključno z možnimi biomarkerji), ki so pomembne za diagnozo in zdravljenje bolezni v 3D modelih raka, ki temelji na laserski ablaciji povezani z ICP-MS, za njeno uporabo na klinični ravni (vzorci biopsije raka). Hkrati bo novost uvedba tehnike single cell ICP-MS v predklinične preiskave. Z njo določimo vsebnosti kovin v posameznih celicah, ki jih lahko koreliramo z drugimi pomembnimi biokemičnimi parametri za napoved odziva tumorja pri zdravljenju raka. WP3 je prospektivna, neintervencijska, nerandomizirana klinična študija v katero smo vključili 20 bolnikov in 20 zdravih prostovoljcev. Skrbno je načrtovana tako, da daje odgovor na vprašanje ali lahko serumske ravni bakra, njegovo speciacijo in/ali izotopsko frakcionacijo uporabimo kot napovedni biomarker odziva na sistemsko terapijo. To bomo preverili s korelacijo rezultatov ICP-MS meritev z radiološko CT oceno odziva na sistemsko zdravljenje. S tem bodo na novo razvite analitične metode, ki temeljijo na ICP-MS, neposredno vključene v raziskave biomarkerjev na osnovi kovin v onkologiji. Obdelava statističnih podatkov je del vseh eksperimentalnih delovnih paketov (1 do 3), medtem ko je delovni paket 4 namenjen upravljanju (ustvarjanje vpliva, upravljanje in koordinacija). Takšna organizacija projekta je optimalna glede na število sodelujočih partnerjev, načrtovano eksperimentalno delo in višino financiranja. Tema tega projekta je usmerjena v potrebe končnih uporabnikov. Deležniki rezultatov tega projekta bo raziskovalno akademska skupnost, zdravstveni organi in klinike, klinični laboratoriji, onkološki bolniki in širša človeška družba.