Bestemmelse av fosfolipidnivåer i EGF-behandlede brystkreftceller dyrket in vitro med hjelp av MALDI-MSI

Abstract

Brystkreft er i dag den vanligste kreftrelaterte dødsårsaken blant kvinner i verden. Til tross for gode prognoser for de fleste molekylære undergruppene av brystkreft, er det også noen grupper som har svært dårlig prognose. Disse undergruppene er assosiert med økt metastatisk aktivitet, og primærtumorene gir ofte opphav til fjernmetastaser i kroppen. Epithelial-mesenchymal transition (EMT) er en prosess hvor kreftceller tilegner seg nødvendige egenskaper for å kunne invadere nærliggende vev, men også metastasere til fjerntliggende vev. En av disse egenskapene er endret metabolisme, noe som har sammenheng med de endrede metabolske kravene som stilles til celler med mesenkymal fenotype. Det er kjent at glukosemetabolismen endres når celler har gjennomgått EMT, mens endringer i andre metabolske spor (lipider, nukleotider og aminosyrer) er dårligere undersøkt. Lipidforbindelser er involvert i flere ulike cellulære funksjoner, både knyttet til energiomsetning, membranfunksjon og signaloverføring. Siden lipider er en svært heterogen stoffgruppe, er det krevende å studere disse forbindelsene i biologiske systemer. I dette prosjektet ble det utviklet en MALDI-MSI metode for å kunne gjøre semikvantitative studier av fosfolipidnivåer i brystkreftcellelinjen MDA-MB-468 dyrket in vitro. Den optimaliserte metoden besto av formalinfiksering, vasking med PBS og tørking under N2, etterfulgt av matriksapplisering. Etter gjennomført metodeoptimalisering ble det utført eksperimenter hvor brystkreftceller ble behandlet med EGF og dermed stimulert til å gjennomgå EMT. Nivået av fosfolipider ble så sammenlignet med ubehandlede celler. Det ble funnet signifikante forskjeller for tre m/z-verdier (antatt å være fosfolipider) mellom EGF-behandlede og ubehandlede celler. I tillegg ble fire m/z-verdier (antatt å være fosfolipider) observert i kun én av gruppene. Disse funnene viser at den optimaliserte metoden for MALDI-MSI kan brukes til å bestemme fosfolipidnivåer mellom brystkreftceller med ulik fenotype. Samtidig viser det at brystkreftcellers lipidmetabolisme er endret etter cellene har gjennomgått EMT. Ved å identifisere de aktuelle m/z-verdiene sikkert, kan videre forskning avklare hvorvidt disse lipidene inngår i funksjoner som er kritiske for cellenes evne til å gjennomgå EMT.

Breast cancer is to this day the most common cause of cancer-related death among women in the world. Despite good prognosis for most molecular subgroups of breast cancer, there are also some groups with poor prognosis. These subgroups are associated with increased metastatic activity, and the primary tumors often give rise to metastasis in distant parts of the body. Epithelial-mesenchymal transition (EMT) is a process in which cancer cells acquire the necessary properties to be able to invade nearby tissues, but also metastasize to distant tissues. One of these properties is altered metabolism, which is related to the altered metabolic requirements for cells with a mesenchymal phenotype. It is known that glucose metabolism changes when cells have undergone EMT, while changes in other metabolic programs (lipids, nucleotides and amino acids) are less examined. Lipid compounds are involved in several different cellular functions, both related to energy conversion, membrane function and signal transmission. Since lipids are a heterogeneous group of substances, it is difficult to study these compounds in biological systems. In this project, a MALDI-MSI method was developed to be able to conduct semiquantitative studies of phospholipid levels in the breast cancer cell line MDA-MB-468 grown in vitro. The optimized method consisted of formalin fixation, washing with PBS and drying under N2, followed by matrix application. Following method optimization, experiments were performed in which breast cancer cells were treated with EGF and thus stimulated to undergo EMT. The level of phospholipids was then compared with untreated cells. Significant differences were found for three m/z-values (believed to be phospholipids) between EGF-treated and untreated cells. In addition, four m/z-values (believed to be phospholipids) were observed in only one of the groups. These findings show that the optimized method for MALDI-MSI can be utilized to determine phospholipid levels between breast cancer cells with different phenotypes. At the same time, it shows that the lipid metabolism of breast cancer cells has changed after the cells have undergone EMT. By identifying the relevant m/z-values, further research can clarify whether these lipids are part of functions that are critical for the cells ability to undergo EMT.