Browsing by Author "Amaro, Filipa"
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- Advances and perspectives in prostate cancer biomarker discovery in the last 5 years through tissue and urine metabolomicsPublication . Lima, Ana Rita; Pinto, Joana; Amaro, Filipa; Bastos, Maria de Lourdes; Carvalho, Márcia; Guedes de Pinho, PaulaProstate cancer (PCa) is the second most diagnosed cancer in men worldwide. For its screening, serum prostate specific antigen (PSA) test has been largely performed over the past decade, despite its lack of accuracy and inability to distinguish indolent from aggressive disease. Metabolomics has been widely applied in cancer biomarker discovery due to the well-known metabolic reprogramming characteristic of cancer cells. Most of the metabolomic studies have reported alterations in urine of PCa patients due its noninvasive collection, but the analysis of prostate tissue metabolome is an ideal approach to disclose specific modifications in PCa development. This review aims to summarize and discuss the most recent findings from tissue and urine metabolomic studies applied to PCa biomarker discovery. Eighteen metabolites were found consistently altered in PCa tissue among different studies, including alanine, arginine, uracil, glutamate, fumarate, and citrate. Urine metabolomic studies also showed consistency in the dysregulation of 15 metabolites and, interestingly, alterations in the levels of valine, taurine, leucine and citrate were found in common between urine and tissue studies. These findings unveil that the impact of PCa development in human metabolome may offer a promising strategy to find novel biomarkers for PCa diagnosis.
- Aplicação do volatiloma urinário no diagnóstico não invasivo do carcinoma de células renaisPublication . Pinto, Joana; Amaro, Filipa; Lima, Ana Rita; Carvalho-Maia, Carina; Jerónimo, Carmen; Henrique, Rui; Bastos, Maria de Lourdes; Carvalho, Márcia; Guedes de Pinho, PaulaO carcinoma de células renais do subtipo células claras (ccCCR) representa o tipo mais comum (~70%) de cancro renal. Investigações recentes sugerem que o desenvolvimento deste tipo de cancro está relacionado com alterações metabólicas induzidas por mutações que ocorrem em genes que controlam o metabolismo celular (p.ex., von Hippel–Lindau e fumarato hidratase). Deste modo, o estudo de potenciais biomarcadores de ccCCR, através de uma abordagem metabolómica, torna-se bastante pertinente e atual. Em particular, a fração volátil do metaboloma urinário tem revelado resultados muito promissores na identificação de painéis de biomarcadores com elevada sensibilidade para a deteção de cancros urológicos. Devido aos avanços consideráveis na área dos sensores bioelectrónicos, espera-se que num futuro próximo este tipo de cancro possa ser diagnosticado de uma forma simples, rápida e não invasiva em contexto clínico. Objetivos: Este trabalho teve como objetivo principal a identificação de um painel de biomarcadores para deteção não invasiva de ccCCR através da análise do perfil volátil da urina de doentes com ccCCR (n=75) e de indivíduos controlo (sem cancro, n=75). Material e Métodos: Os compostos orgânicos voláteis (COVs), e mais especificamente os compostos carbonílicos voláteis (CCVs), presentes na urina foram analisados por microextração em fase sólida por headspace e cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massa (HS-SPME-GC-MS). Os dados obtidos foram pré-processados e analisados com recurso a ferramentas bioinformáticas. Resultados: Os modelos de classificação obtidos para as análises de COVs e CCVs mostraram uma boa separação entre as urinas de doentes com ccCCR e controlos, com áreas sob a curva (AUC) de 0,846 e 0,818, respetivamente. No total, 22 compostos revelaram alterações estatisticamente significativas entre os dois grupos, incluindo vários aldeídos, cetonas, hidrocarbonetos aromáticos e terpenos. Foi ainda encontrado um conjunto de seis potenciais biomarcadores de ccCCR que revelou uma AUC de 0.869, sensibilidade de 80%, especificidade de 82% e exatidão de 81%. Deste painel fazem parte o octanal, 3-metilbutanal, benzaldeído, 2-furaldeído, 4-heptanona e p-cresol. As desregulações observadas nos níveis destes compostos sugerem alterações no metabolismo energético e uma maior expressão das enzimas ligadas a processos de carcinogénese. Conclusões: Estes resultados confirmam o potencial da assinatura volátil da urina para a deteção não invasiva de ccCCR e revelam um conjunto de biomarcadores moleculares que podem ser utilizados no desenvolvimento de novos materiais que permitam o seu reconhecimento por sensores bioelectrónicos, comummente chamados de “E-noses”.
- Caracterização do exometaboloma volátil de linhas celulares de cancro renal com diferentes potenciais metastáticos e subtipos histológicosPublication . Amaro, Filipa; Pinto, Joana; Rocha, Sílvia; Araújo, Ana Margarida; Miranda-Gonçalves, Vera; Jerónimo, Carmen; Henrique, Rui; Bastos, Maria de Lourdes; Carvalho, Márcia; Guedes de Pinho, PaulaO Carcinoma de Células Renais (CCR) representa o terceiro cancro urológico mais frequente e letal em Portugal. Este tipo de cancro inclui vários subtipos histológicos com diferentes potenciais metastáticos, sendo o carcinoma de células claras (ccCCR) e o papilar (pCCR) os mais comuns. É atualmente reconhecida a importância da descoberta de biomarcadores moleculares específicos para o diagnóstico e estadiamento do CCR de forma a superar as limitações dos métodos existentes (ecografia, tomografia computorizada e nefrectomia). O uso da metabolómica constitui uma das abordagens mais promissoras para a identificação de biomarcadores, uma vez que o metabolismo das células tumorais é muito diferente do das células normais. Desta forma, estudos recentes têm mostrado o potencial dos compostos orgânicos voláteis (COVs) e compostos carbonílicos voláteis (CCVs), não só na identificação de novos biomarcadores, mas também na compreensão de vias metabólicas envolvidas na carcinogénese. Objetivos: Este trabalho incluiu o estudo do exometaboloma volátil de linhas celulares dos dois subtipos histológicos mais comuns de CCR (ccCCR e pCCR) com diferentes potenciais metastáticos. Assim, o objetivo principal deste trabalho é identificar os COVs e CCVs, presentes no meio extracelular (exometaboloma), com potencial para serem utilizados como biomarcadores no processo de estadiamento de CCR e consequentemente ajudar na escolha da terapêutica mais dirigida. Material e Métodos: De modo a avaliar as diferenças na composição volátil do exometaboloma de três linhas celulares de ccCCR (não metastáticas: 769-P, 786-O; metastáticas: Caki-1) e duas de pCCR (não metastática: Caki-2; metastática: ACHN), os COVs e CCVs foram extraídos no headspace do meio de cultura por microextração em fase sólida (HS-SPME) e analisados por cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massa (GC-MS). Os dados foram posteriormente tratados através de métodos de análise estatística multivariada e univariada. Resultados: Os resultados obtidos demonstraram que o exometaboloma volátil é mais robusto a discriminar células com diferentes potenciais metastáticos do que a discriminar entre os dois subtipos histológicos. No entanto, foram encontradas diferenças significativas nos níveis de quinze compostos entre ccCCR e pCCR, tais como o 2,4-dimetil-1-hepteno, 3-careno e 4-metilbenzaldeído. Na comparação entre as linhas celulares metastáticas e não metastáticas de ccCCR, foram detetadas alterações nos níveis de diversos alcanos, alcenos e derivados de benzeno, enquanto que nas linhas celulares pCCR, as principais alterações encontradas foram em compostos pertencentes à classe dos aldeídos e cetonas, como o acetaldeído e a 2-pentadecanona. Conclusões: Os resultados obtidos revelaram o potencial do exometaboloma volátil na identificação de biomarcadores promissores para o diagnóstico e estadiamento de CCR.
- Impacto no metabolismo de células de carcinoma de células renais ao tratamento com sunitinib por espectroscopia de ressonância magnética nuclearPublication . Amaro, Filipa; Pisoeiro, Carolina; Miranda-Gonçalves, Vera; Jerónimo, Carmen; Henrique, Rui; Bastos, Maria de Lourdes; Guedes de Pinho, Paula; Carvalho, Márcia; Pinto, Joana
- In vitro volatile exometabolome signature of clear cell renal cell carcinomaPublication . Amaro, Filipa; Pinto, Joana; Rocha, Sílvia; Araújo, Ana Margarida; Gonçalves, Vera Miranda; Jerónimo, Carmen; Henrique, Rui; Bastos, Maria de Lourdes; Carvalho, Márcia; Guedes de Pinho, Paula
- Urinary volatilomics unveils a candidate biomarker panel for noninvasive detection of clear cell renal cell carcinomaPublication . Pinto, Joana; Amaro, Filipa; Lima, Ana Rita; Carvalho-Maia, Carina; Jerónimo, Carmen; Henrique, Rui; Bastos, Maria de Lourdes; Carvalho, Márcia; Guedes de Pinho, PaulaClear cell renal cell carcinoma (ccRCC) is the most common type of kidney cancer usually associated with asymptomatic development and risk of systemic progression. Hence, reliable molecular biomarkers of ccRCC are needed to provide early and minimally invasive detection. In this study, urinary volatilome profiling of patients diagnosed with ccRCC (n = 75), and cancer-free controls (n = 75), was performed to investigate the presence of a volatile signature characteristic of ccRCC. Volatile organic compounds (VOCs) in general, and more specifically volatile carbonyl compounds (VCCs), present in urine were extracted by headspace solid-phase microextraction coupled with gas chromatography-mass spectrometry (HS-SPME-GC-MS). Supervised multivariate models showed a good discriminatory power of ccRCC patients from controls in urine. Overall, 22 volatile metabolites were found significantly altered between the two groups, including aldehydes, ketones, aromatic hydrocarbons, and terpenoids. A candidate six-biomarker panel, comprising octanal, 3-methylbutanal, benzaldehyde, 2-furaldehyde, 4-heptanone, and p-cresol, depicted the best performance for ccRCC detection with 83% sensitivity, 79% specificity, and 81% accuracy. Moreover, the ccRCC urinary volatilome signature suggested dysregulation of energy metabolism and overexpression of enzymes associated with carcinogenesis. These findings provide the molecular basis for the fine-tuning of gas-sensing materials for application in the development of a bioelectronic sensor.
- Volatile exometabolome profiling of human renal cell carcinoma cell lines for biomarker discoveryPublication . Rocha, Sílvia; Amaro, Filipa; Pinto, Joana; Araújo, Ana Margarida; Miranda-Gonçalves, Vera; Jerónimo, Carmen; Henrique, Rui; Bastos, Maria de Lourdes; Carvalho, Márcia; Guedes de Pinho, PaulaRenal Cell Carcinoma (RCC) constitutes approximately 90-95% of all kidney neoplasms and is the second most lethal urological cancer. Current diagnostic techniques rely on imaging techniques and an invasive procedure (biopsy) is always required for histopathologic confirmation of malignancy. For these reasons, the identification of accurate biomarkers to develop faster, less invasive and more sophisticated diagnostic techniques is of utmost importance. Metabolomics has been widely applied in cancer biomarker discovery arising from the fact that cancer cells are metabolically reprogrammed to control the energy required by the rapid growth and development of the tumor, producing a specific “metabolic signature”. Aim: To evaluate the potential of volatile organic compounds (VOCs) and volatile carbonyl compounds (VCCs) to discriminate the exometabolome of RCC from non-tumoral cell lines, and two different histological subtypes (clear cell and papillary RCC) in both metastatic and non-metastatic stages. Methods: Headspace-solid phase microextraction/gas chromatography-mass spectrometry (HS-SPME/GC-MS)-based metabolomics was applied for the volatile profiling of culture medium of five different tumoral cell lines, namely three clear cell (769-P, 786-O and Caki-1) and two papillary RCC (Caki-2 and ACHN), and one non-tumoral cell line (HK-2). Results: Multivariate and univariate analysis unveiled a panel of metabolites responsible for the discrimination between each RCC cell line vs. non-tumoral cells, metastatic vs. non-metastatic and clear cell vs. papillary RCC cell lines, mostly belonging to alcohols, aldehydes, alkanes and ketones classes. Some metabolites were found similarly altered for all RCC cell lines compared to the non-tumoral, while others unveiled specificity for each RCC cell line. Discussion/Conclusion: The volatile exometabolome signature of RCC cells can provide candidate biomarkers for the development of a volatile sensor-based approach for non-invasive diagnosis of RCC in urine.
- Volatile metabolites as potential renal cell carcinoma biomarkers – an in vitro approachPublication . Amaro, Filipa; Pinto, Joana; Carvalho, Márcia; Bastos, Maria de Lourdes; Guedes de Pinho, Paula
- Volatilomics reveals potential biomarkers for identification of renal cell carcinoma: an in vitro approachPublication . Amaro, Filipa; Pinto, Joana; Rocha, Sílvia; Araújo, Ana Margarida; Miranda-Gonçalves, Vera; Jerónimo, Carmen; Henrique, Rui; Bastos, Maria de Lourdes; Carvalho, Márcia; Guedes de Pinho, PaulaThe identification of noninvasive biomarkers able to detect renal cell carcinoma (RCC) at an early stage remains an unmet clinical need. The recognition that altered metabolism is a core hallmark of cancer boosted metabolomic studies focused in the search for cancer biomarkers. The present work aims to evaluate the performance of the volatile metabolites present in the extracellular medium to discriminate RCC cell lines with distinct histological subtypes (clear cell and papillary) and metastatic potential from non-tumorigenic renal cells. Hence, volatile organic compounds (VOCs) and volatile carbonyl compounds (VCCs) were extracted by headspace solid-phase microextraction (HS-SPME) and analyzed by gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS). Multivariate and univariate analysis unveiled a panel of metabolites responsible for the separation between groups, mostly belonging to ketones, alcohols, alkanes and aldehydes classes. Some metabolites were found similarly altered for all RCC cell lines compared to non-tumorigenic cells, namely 2-ethylhexanol, tetradecane, formaldehyde, acetone (increased) and cyclohexanone and acetaldehyde (decreased). Furthermore, significantly altered levels of cyclohexanol, decanal, decane, dodecane and 4-methylbenzaldehyde were observed in all metastatic RCC cell lines when compared with the non-metastatic ones. Moreover, some alterations in the volatile composition were also observed between RCC histological subtypes. Overall, our results demonstrate the potential of volatile profiling for identification of noninvasive candidate biomarkers for early RCC diagnosis.