Gaistošo organisko savienojumu emisijas no kuņģa vēža audiem un to potenciālā bioloģiskā saistība

Abstract

Gaistošā organiskā savienojuma (VOC) emisija, ko var novērot izelpā, ir strauji augoša diagnostikas metode audzēju izmeklēšanā. VOC ir savienojums, kam istabas temperatūrā ir augsts tvaika spiediens, kas veicina tā iztvaikošanu gāzes formā. Šo gāzi var noteikt cilvēka audos un šķidrumos.( Haick et al 2014) Galvenokārt ir pētīta VOC saistība ar plaušu vēzi. Taču aizvien vairāk tiek veikti pētījumi, lai noteiktu, kādas ir iespējas VOC pielietot arī kuņģa audzēja gadījumā. Tā kā VOC molekula spēj mijiedarboties ar šūnu metabolītiem, apkārtējo vido, mikrobiem u.c., ir grūti saprast tā rašanās vietu. Šajā pētījumā tiks izmeklētas potenciālās savienojuma vietas, no kurām tas cēlies. Ir dažādi viedokļi par to, vai ir nepieciešams atrast VOC izcelsmes vietu, kamēr tie spēj atšķirt veselu no nevesela stāvokļa. Ja tiktu apkopoti pietiekami daudz pētījumi par VOC saistību ar konkrētu slimību, tad būtu liela iespējamība atrast sakarības šajos pētījumos. Tas var veicināt biomarķieru atrašanu, kādai konkrētai slimībai. Lai saprastu, kāpēc daži VOC ir stipri vairāk audzēja audos nekā veselos audos, ir jāsaprot, ka audzēju šūnu metaboliskās īpatnības ir nozīmīgs faktors. Metode: Pētījuma tika izmantoti 43 pacienta audi, kas tika savākti operācijas laikā. No katra pacienta tika paņemti divi audu veidi – audzēja audi un veselie audi. Rezultāti: Pēc tam, kad tika izslēgtas ar slimnīcas vidi saistītas izmaiņas, kopā tika atlasīti 32 VOC paraugi, kas tika producēti no viena vai otra parauga. Tika konstatēts, ka četriem no paraugiem CS2, piridīns, 3-metil-2-butanons un 2-pentanons bija stipri lielākā koncentrācijā audzēju šūnas, salīdzinot ar veseliem audiem, kamēr citos četros paraugos bija samazināta dimetilsulfīda, izoprēna, butirolaktona un benzola koncentrācija.

Volatile organic compound (VOC) emissions in exhaled air is an evolving field of research with regards to cancer diagnostics. VOCs are compounds that have a high vapor pressure under room-temperature conditions, leading to them evaporating into its gaseous form, which can be detected in all body tissues and liquids. The most research on the topic of VOCs in relation to cancer has been done on lung cancer. However, more studies are being done in determining the potential of VOCs in gastric cancer screening. Due to the complexity of VOC interactions with other metabolites from cells, the environment, microbes, etc., ascertaining their exact origin can be difficult. This study will try to investigate the potential origins of the compounds found in our specimens. There are some different opinions on the importance of determining the VOC origins as long as they have a potential use in being able to differentiate a healthy versus an unhealthy state. Once you accumulate enough studies on VOCs related to a certain disease, the potential for detecting similarities in those studies are high. This can lead to the detection of biomarkers, or “fingerprints” for that disease. To understand why some VOCs are significantly increased in the cancerous tissue compared to the healthy tissue, the metabolic pathways of cancer cells become an important factor. Methods: This study used tissue samples of 43 patients that were gathered during surgery. Two samples were obtained from each patient, one cancerous and one healthy. Results: After excluding hospital environment related contaminants, a total of 32 VOCs were found to be produced by either type of samples. Emission of four of them (CS2, pyridine, 3-methyl-2-butanone and 2-pentanone) was found to be significantly higher from cancer tissue when compared to the non-cancerous tissue, while another four (dimethyl sulfide, isoprene, butyrolactone and benzene) was decreased. Conclusion: The presence of certain VOCs may allow differentiation between cancer tissue and non-cancer tissue. The obtained data provide additional promising knowledge on the potential of VOC detection in gastric cancer diagnostics