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University of Florence - Italy Kundenbericht

Erforschung neuer Möglichkeiten in der Krebsstoffwechselforschung

Die mit Krebs verbundene Stoffwechsel-Neuprogrammierung verursacht Veränderungen in intra- und extrazellulären Metaboliten, was eine Möglichkeit bietet, Krebs zu identifizieren und zu klassifizieren sowie Behandlungsstrategien zu steuern. Individuelle Tumore weisen spezifische stoffwechselbedingte Merkmale auf. Dr. Ippolito steht an der Spitze der Forschung in diesem Bereich und arbeitet an mehreren Projekten zur Krebsmetabolik im Labor von Professorin Paola Chiarugi an der Universität von Florenz. Seine aktuelle Forschung konzentriert sich insbesondere auf die metabolischen Interaktionen im Tumormikroumfeld. „Meine Forschung konzentriert sich hauptsächlich auf das Fortschreiten von Prostatakrebs und die damit verbundenen metabolischen Veränderungen“, erklärte er. „Wir untersuchen die metabolische Interaktion zwischen Stromazellpopulationen und Prostatakrebszellen in Primärtumoren. Zudem studieren wir Laktat, da festgestellt wurde, dass die Laktatspiegel mit dem Fortschreiten von Prostatakrebs ansteigen. In der Folge wird Laktat von Prostatakrebszellen genutzt, um aggressiver zu werden.
 

Schlüsselmetaboliten

Laktat ist ein reichlich vorhandenes Onkometabolit im Krebsstoffwechsel. Bei Prostatakrebs sind krebsassoziierte Fibroblasten (CAF) wichtige Lieferanten für ausgeschiedenes Laktat, das von Krebszellen aufgenommen werden kann, um den mitochondrialen Stoffwechsel zu unterstützen. Dennoch sind viele andere Faktoren, wie etwa der Einfluss von Laktat auf die transkriptionelle Regulation in Tumoren, noch nicht vollständig geklärt.

„Laktat ist nicht nur ein Stoffwechselregulator des Lipidstoffwechsels bei Prostatakrebs, sondern auch ein epigenetischer Treiber, da es die Acetylierung von Histonen (d. h. die Genexpression) in den Prostatakrebszellen verändert und so die transkriptionelle Unterstützung für die metastatische Progression der Krebszellen fördert“, erklärte Dr. Ippolito. „Wir haben vor ein paar Jahren einen ersten Artikel über Laktat im Journal Cancer Research veröffentlicht (PMID:35135811). In jüngster Zeit untersuchen wir die metastatischen Nischen und die Metaboliten, die die mikroumgebungsbedingte Metastasierung beeinflussen“, fuhr Dr. Ippolito fort. „Unser Ziel ist es, organspezifische Metaboliten zu identifizieren und ihre Auswirkungen auf die Metastasierung bei Prostatakrebs zu untersuchen. Wir erforschen auch die Messung des Metabolitengehalts in bestimmten Geweben wie Lunge und Knochen in Maus- und Humanmodellen.

„Das Feld des Krebsstoffwechsels wurde durch neue Erkenntnisse im Bereich der Glykolyse revolutioniert“, fuhr er fort. „Deshalb ist die Messung von Glukose und Laktat für unsere Forschung von entscheidender Bedeutung, da sich beispielsweise die Aktivität der Glykolyse durch Behandlung oder durch Kontakt mit Stromazellen verändern kann. Es gibt zudem eine separate Reaktion, die in der Tumorumgebung beobachtet werden kann. Messungen von Glukose und Laktat sind wichtig, um uns einen ersten Überblick zu geben."

Gut ausgestattete Einrichtungen

Die Universität Florenz ist gut ausgestattet für die Metabolitenanalyse und verfügt über große Einrichtungen mit Kapazitäten in Chromatographie, Gas- und Flüssig-Massenspektrometrie-Instrumenten, einem Seahorse-Analyzer und anderen Spezialgeräten (wie dem Oroboros O2k). Zuvor wurden Messungen von Glukose und Laktat zunächst mit kommerziellen Kits und später mit der Massenspektrometrie durchgeführt.
 

 

“LiCellMo könnte unsere experimentelle Einstellung insbesondere in Bezug auf die Laktatanalyse wahrscheinlich zuverlässiger machen.; 

Die Nutzung von PHCbi's neuem LiCellMo bringt zahlreiche Vorteile, wie beispielsweise eine detaillierte Online-Auswertung des Glukose- und Laktatspiegels über mehrere Tage hinweg.

„Es ist gut, diese beiden Parameter in Echtzeit über mehrere Tage zu messen, um eine Vorstellung von möglichen Veränderungen innerhalb der Tumorzellen zu bekommen. Dies hat Auswirkungen auf die kurz- und langfristige Analyse“, sagte Dr. Ippolito. „Es könnte helfen, die Effektivität von metabolischen oder nicht-metabolischen Medikamentenzielen in unseren Modellen zu bewerten und kann nützlich sein, um dies auf murine Modelle zu übertragen. Zum Beispiel kann die Messung des Tumor-Metabolismus bei Mäusen einige Tage nach der Tumorbildung durchgeführt werden und nach längerer Zeit wiederholt werden, um Veränderungen zu vergleichen, die zuvor in in-vitro-Studien beobachtet wurden.“

„Das LiCellMo-Gerät ist sehr benutzerfreundlich. Es ist sehr einfach zu handhaben, besonders bei den Vorbereitungen für das Aussäen der Zellen auf die Platte“, fügte er hinzu. „Das Gerät arbeitet unabhängig und unkompliziert.“

Wertvolle Daten

Dr. Ippolito und sein Team haben festgestellt, dass die Datenqualität, die Empfindlichkeit, die Auflösung und die Genauigkeit des LiCellMo gut sind.

“Das LiCellMo-Instrument ist sehr benutzerfreundlich. Es ist sehr einfach zu handhaben, besonders bei den Schritten der Vorbereitung des Zellensetzens auf die Platte.”


„Ich bin zuversichtlich, was die Daten angeht. Die vom Instrument und der Software bereitgestellten Daten sind sehr gut und im Rohdatenformat sehr gut erklärt. Die Rohdaten, die im Excel-Format zur Verfügung gestellt werden, sind für alle Nutzer hilfreich. Selbst nach der Normalisierung sind die Daten, die die Software liefert, sehr zuverlässig und nützlich, insbesondere in Bezug auf Farben und Grafiken. Ich denke, es sind sehr verlässliche Daten“, sagte er. „Das Instrument könnte unsere experimentellen Einstellungen, insbesondere in Bezug auf die Laktatanalyse, wahrscheinlich zuverlässiger machen. Die Messungen über mehrere Tage könnten in unsere experimentellen Abläufe integriert werden, um die durchschnittlichen Parameter des glykolytischen Stoffwechsels von Zellmodellen zu erfassen.“

Ein kompakter Forschungspartner

Der LiCellMo verwendet 24-Well-Platten, die Dr. Ippolito als sehr nützlich empfindet.

„Das 24-Well-Plattenformat ist ideal für meine experimentellen Einstellungen, da es viele Wells gibt, die für verschiedene Bedingungen genutzt werden können“, sagte er. „Mir gefallen die Abmessungen des Geräts. Es ist sehr klein. Der Platz, den der LiCellMo einnimmt, ist sehr gering, sodass es in unserem Labor kein Problem darstellt. Wir können das Gerät in unserem Zellkulturlabor aufstellen. Mit dem LiCellMo benötigen wir keinen eigenen Inkubator.“

Die Abteilung von Dr. Ippolito hat erkannt, dass der LiCellMo ein kompakter Begleiter in ihrer Forschung sein könnte.

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