Umfassende Sterolomik: Erweiterung der analytischen Horizonte im Sterol- und Oxysterol-Stoffwechsel für die Krebsentwicklung

• Antragsteller: Dr. Sven Meckelmann
• Fachliche Zuordnung: Analytische Chemie
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 463367585

Cholesterin ist wahrscheinlich das am häufigsten vorkommende und am besten untersuchte Lipid der letzten Jahrzehnte. Die Analyse der gesamten Biosynthese ist jedoch aufgrund der strukturellen Ähnlichkeit, der Interferenzen durch Matrixverbindungen, der hohen Cholesterinkonzentration, der Empfindlichkeit sowie der Reproduzierbarkeit der bestehenden Methoden eine Herausforderung. Um diese Hindernisse zu überwinden, wurde in einem früheren Projekt mit dem Titel "Ein neuartiger Ansatz zur Charakterisierung der Biosynthese von Cholesterin in Krebszellen" eine heart-cut LC-LC-Methode mit Triple-Quadrupol-Massenspektrometrie zur Detektion entwickelt. Sie ermöglicht die Analyse von Cholesterin und seinen biosynthetischen Vorläufern in einer einzigen Analyse mit hoher Empfindlichkeit und Reproduzierbarkeit. Die Methode wurde zur Charakterisierung von Sterolen in Melanom- und Bauchspeicheldrüsenkrebszellen eingesetzt, was auf einen angepassten Sterolstoffwechsel zur Förderung des Tumorwachstums und der Metastasierung hinweist. Wichtige nachgeschaltete Metaboliten waren jedoch nicht Gegenstand des Projekts und Oxysterol wurden daher noch nicht in die Untersuchung einbezogen. Die entwickelte LC-LC-MS-Methode zeigte bereits vielversprechende Hinweise darauf, dass auch Oxysterole in die Methode aufgenommen werden können, um den Sterolstoffwechsel umfassend zu charakterisieren. Dies erfordert jedoch Anpassungen in Bezug auf i) die chromatographische Methode, ii) die massenspektrometrische Detektion und iii) die Probenvorbereitung. In der Anwendungsphase wird die Methode zur Untersuchung der Metastasierung bei schwarzem Hautkrebs eingesetzt, um die metabolische Mikroumgebung zu charakterisieren. Darüber hinaus werden die Auswirkungen einer Behandlung mit Statinen und der Ernährung auf die Sterol/Oxysterol-Biosynthese untersucht, um ihre Auswirkungen auf die Krebsentwicklung zu erforschen. Zusammen mit der etablierten nicht zielgerichteten Lipidomik wird dies neue Einblicke in den Lipidstoffwechsel des malignen Melanoms während der Metastasierung liefern.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen