Identificação dos perfis lipidômicos in situ dos tumores bifásicos da mama por DESI-MS (Desorption Electrospray Ionization/ Mass Spectrometry) / Identification of lipidomic profiles in situ of breast biphasic tumors by DESI-MS (Desorption Electrospray Ionization/ Mass Spectrometry)]

RESUMO

Os tumores bifásicos da mama formam um grupo heterogêneo de tumores que apresentam na histologia dois componentes, o epitelial e o estromal. Esses tumores podem ser benignos ou malignos, alguns podem recidivar ou dar metástase. O seu prognóstico varia conforme a sua classificação histológica, a presença de metástase e a adequabilidade do seu tratamento. Porém, por vezes, há ainda dificuldade em diferenciá-los quando há sobreposição das características histológicas que são utilizadas para realizar o diagnóstico no exame anatomopatológico. Visando um novo método para diferenciar esses tumores entre si, além do exame anatomopatológico habitual, buscou-se analisar esses tumores através de uma técnica da química analítica de ionização ambiente, utilizando espectrometria de massas, o DESI-MSI (Desorption Electrospray Ionization Mass Spectrometry Imaging). Foram utilizados cortes de amostras congeladas em lâminas para analisar no DESI-MSI e, através dessa análise, obteve-se os espectros de massas e as imagens químicas. A análise estatística foi realizada através do teste de Wilcoxon-Mann-Whitney. Nesse estudo encontramos maior intensidade dos ácidos graxos poli-insaturados (PUFAs); de fosfolipídios como as fosfatidilserina e fosfatidiletanolaminas; do ácido ascórbico e de peptídeos no sarcoma do estroma da mama e tumor Phyllodes maligno, comparados ao tumor Phyllodes borderline e, por sua vez, comparado ao tumor Phyllodes benigno, fibroadenomas e tecido normal. Alguns PUFAs, como o ácido araquidônico (m/z 303,2330) e o ácido adrênico (m/z 331,2643), são precursores dos eicosanóides e participam de vias pró-inflamatórias. Os PUFAs podem estar ligados a um fosfolipídio da membrana celular e, quanto mais estiver presente, menor a rigidez da membrana, o que diminui o gasto energético para a realização dos movimentos celulares, como a endocitose. O aumento da intensidade do ácido ascórbico nas células tumorais se deve provavelmente ao aumento da demanda metabólica de glicose pelas células tumorais; ocorrendo, portanto, aumento dos transportadores de glicose (GLUTS) e, como a molécula do ácido ascórbico e sua forma oxidada tem estrutura molecular semelhante à molécula da glicose, o ácido ascórbico seria carreado por esses transportadores para dentro da célula tumoral. A maior intensidade dos peptídeos no tecido maligno pode ser explicada pela maior demanda proteica da célula maligna; porém, além da importância dos peptídeos para construção das proteínas, sabe-se que alguns aminoácidos podem ser convertidos em metabólitos intermediários da glicólise aeróbia. Isso ocorre devido ao aumento da demanda de átomos de carbono para biossíntese de metabólitos. Essas diferenças lipidômicas e metabolômicas ocorrem pelo metabolismo diferenciado da célula maligna, a qual desenvolve mecanismos de adaptação para sobrevivência e proliferação. A análise das imagens químicas dos tumores bifásicos da mama obtidas por DESI-MSI mostrou que é possível diferenciar esses tumores. O uso futuro dessa técnica na rotina diagnóstica pode ser promissor devido a ser de execução rápida e de alta acurácia (AU)

ABSTRACT

Biphasic breast tumors form a heterogeneous group of tumors that present in histology two components, epithelial and stromal. These tumors may be benign or malignant, some may recur or metastasize. Its prognosis varies according to its histological classification, the presence of metastasis and the adequacy of its treatment. However, sometimes there is still difficulty in differentiating them when there is overlap of the histological features that are used to make the diagnosis in the pathological examination. Aiming at a new method to differentiate these tumors from each other, in addition to the usual pathological examination, we sought to analyze these tumors using an analytical chemistry technique of ambient ionization using mass spectrometry, the Desorption Electrospray Ionization Mass Spectrometry Imaging (DESI-MSI). Frozen specimen sections were used to analyze the DESI-MSI and, through this analysis, mass spectra and chemical images were obtained. Statistical analysis was performed using the Wilcoxon-Mann-Whitney test. In this study we found higher intensity of polyunsaturated fatty acids (PUFAs); phospholipids such as phosphatidylserine and phosphatidylethanolamines; ascorbic acid and peptides in breast sarcoma and malignant phyllodes tumor, compared to borderline phyllodes tumor and, in turn, compared to benign phyllodes tumor, fibroadenomas and breast normal tissue. Some PUFAs, such as arachidonic acid (m/z 303,2330) and adrenic acid (m/z 331,2643), are precursors of eicosanoids and participate in proinflammatory pathways. PUFAs may be linked to a cell membrane phospholipid and, the more it is present, the lower the membrane stiffness, which decreases the energy expenditure to perform cell movements, such as endocytosis. The increase in ascorbic acid intensity in tumor cells is probably due to the increased metabolic demand for glucose by tumor cells; there is therefore an increase in glucose transporters (GLUTS) and, since the ascorbic acid molecule and its oxidized form have a similar molecular structure to the glucose molecule, the ascorbic acid would be carried by these transporters into the tumor cell. The higher intensity of peptides in malignant tissue may be explained by the higher protein demand of the malignant cell; However, in addition to the importance of peptides for protein construction, it is known that some amino acids can be converted into intermediate metabolites of aerobic glycolysis. This is due to the increased demand for carbon atoms for metabolite biosynthesis. These lipidomic and metabolomic differences occur due to the differentiated metabolism of the malignant cell, which develops adaptation mechanisms for survival and proliferation. Analysis of chemical images of biphasic breast tumors obtained by DESI-MSI showed that it is possible to differentiate these tumors. The future use of this technique in the diagnostic routine may be promising due to its fast execution and high accuracy (AU)