Identificação de possíveis biomarcadores metabolômicos salivares e vias metabólicas alteradas em pacientes com carcinoma de células escamosas bucal / Identification of possible salivary metabolomic biomarkers and altered metabolic pathways in patients with oral squamous cell carcinoma

O carcinoma de células escamosas bucal (CCEB) representa 90% das neoplasias malignas da região intrabucal. O desenvolvimento dessa doença é multifatorial, envolvendo fatores genéticos e ambientais que podem ser, muitas vezes, desconhecidos e que podem apresentar modificação das vias metabólicas. Assim, o objetivo desta pesquisa foi identificar os metabólitos salivares de pacientes com CCEB na busca de vias metabólicas alteradas, assim como possíveis biomarcadores metabólicos. Os metabólitos salivares de 27 pacientes com CCEB foram comparados aos metabólitos de 41 pacientes controles. As amostras de metaboloma salivar foram analisadas por meio de cromatógrafo gasoso acoplado a um espectrômetro de massa (GC-MS). Os resultados indicaram 26 metabólitos específicos para o grupo CCEB e 5 específicos do grupo controle. No diagrama de Venn foram observados 77 metabólitos comuns aos dois grupos. Esta análise foi crucial para a descoberta de três vias metabólicas com diferença estatística entre os grupos: a lançadeira malato-aspartato, a via do metabolismo da beta-alanina e o efeito Warburg. Todas essas vias relacionam-se com a produção de energia celular na carcinogênese, promovendo um ambiente favorável para o alto consumo energético e sobrevivência celular. Ao comparar os metabólitos salivares de pacientes controles e com câncer bucal, 40 metabólitos foram capazes de distinguir os grupos estatisticamente, sendo 20 metabólitos aumentados nos pacientes com carcinoma e 20 aumentados nos pacientes sem a doença. Com a finalidade de identificar os metabólitos como possíveis biomarcadores salivares, a curva ROC foi traçada e um corte de 0,8 no AUC foi construído descobrindo-se 24 metabólitos. Após um novo corte nos metabólitos com AUC de 0,9, metabólitos como ureia, leucina, inosina e metionina puderam ser explorados como candidatos a biomarcadores metabolômicos salivares de pacientes com CCEB já relatados na literatura. Além destes, 6 outros metabólitos apresentaram AUC acima de 0,9 e são relatados pela primeira vez em um estudo de metaboloma salivar de pacientes sul-americanos com câncer bucal, são estes: o ácido málico, maltose, ácido protocatecuico, lactose, ácido-2-cetoadípico e catecol. Essas alterações metabólicas auxiliam na descoberta de biomarcadores salivares de pacientes com câncer bucal e despertam o interesse para que haja outros estudos com maior número de amostras no intuito de validar nossos resultados(AU)

Oral squamous cell carcinoma (CCEB) represents 90% of intraoral malignant neoplasms. The development of this disease is multifactorial, involving genetic and environmental factors that can often be unknown and can present the modification of metabolic pathways. Thus, the objective of this research was to identify the salivary metabolites of patients with CCEB in the search of altered metabolic pathways, as well as possible metabolic biomarkers. The salivary metabolites of 27 patients with CCEB were compared to the metabolites of 41 control patients. The salivary metabolome samples were analyzed using a gas chromatograph coupled to a mass spectrometer (GC-MS). The results indicated 26 specific metabolites for the CCEB group and 5 specifics for the control group. In the Venn diagram 77 other metabolites common to both groups were observed. This analysis was crucial for the discovery of three metabolic pathways with statistical difference between the groups: the malateaspartate shuttle, the beta-alanine metabolism pathway and the Warburg effect. All of these pathways are related to the production of cellular energy in carcinogenesis, promoting a favorable environment for high energy consumption and cell survival. When comparing the salivary metabolites of control patients with oral cancer, 40 metabolites were able to distinguish the groups statistically, with 20 metabolites increased in patients with carcinoma and 20 increased in patients without the disease. In order to identify the metabolites as possible salivary biomarkers, the ROC curve was drawn and a cohort of 0.8 in the AUC was performed by discovering 24 metabolites. After a new cohort of metabolites with AUC of 0.9, metabolites such as urea, leucine, inosine and methionine could be explored as possible salivary metabolomic biomarkers of patients with CCEBs already reported in the literature. In addition to these, 6 other metabolites showed AUC above 0.9 and are reported for the first time in a study of salivary metabolome in South American patients with oral cancer, these are: malic acid, maltose, protocatechuic acid, lactose, 2-ketoadipic and catechol. These metabolic changes help in the discovery of salivary biomarkers of patients with oral cancer and arouse interest for further studies with a larger number of samples in order to validate our results(AU)

Estudo do metaboloma salivar e sua associação com a doença periodontal em pacientes com síndrome de Down / Saliva metabolome in patients with Down syndrome and its association with periodontal disease

Os pacientes com Síndrome de Down (SD) possuem grande incidência de doença periodontal (DP), caracterizada por um curso precoce e com maior severidade. O estudo de metaboloma pode contribuir para o entendimento deste curso da doença, identificando possíveis metabólitos como biomarcadores nestes indivíduos. Para entender o perfil metabolômico dos indivíduos com síndrome de Down e a sua relação com a doença periodontal, realizamos a identificação de metabólitos salivares de adolescentes e adultos jovens, entre 12 e 21 anos, ambos os gêneros. Foram coletados dados sobre o estado geral de saúde e realizados exames clínicos bucais, como índice de higiene oral simplificado, sangramento e profundidade de sondagem. Para a análise do metaboloma foi coletada amostra de saliva não estimulada, analisadas por meio de cromatografia gasosa acoplada á espectrometria de massas. Saliva e fluido crevicular gengival também foram coletados para identificação microbiana através do MALDI-TOF. Os dados encontrados foram submetidos a análise estátisca por meio da Análise dos Componentes Principais (PCA) e quantificação relativa dos metabólitos foi avaliada por testes não paramétricos, Mann-Whitney

e Kruskal-Wallis. Foi possível observar através dos modelos de PCA separação dos indivíduos com SD e controles, independente da doença periodontal. A quantificação relativa revelou maiores níveis de glicina, lprolina, l-leucina, l-serina, ácido palmítico, ácido pentanóico, ácido tetradecanóico, tirosina e l-fenilalanina nos grupos SD quando comparados aos controles. Controles com DP também apresentaram níveis elevados de glicina, l-alanina, l-serina e manopiranose quando comparados com controles saudáveis. A microbiota de indivíduos com SD apresentous diferenças siginificantes em relação aos individuos controles, principalmente para Rothia dentocariosa, Staphylococcus epidermidis, Tannerella forsythia quando avaliado a saliva e A. Actinomycetemcomitans, Micrococcus luteus, Rothia aeria, Treponema denticola no fluido crevicular gengival. Em conclusão, o perfil metabolômico impresso nos indivíduos com SD difere significativamente dos indivíduos controles, independente da doença periodontal. Entretanto, os metabólitos que diferenciam indivíduos controles com e sem DP, apresentam-se elevados em todos indivíduos com SD, promovendo novos "insights" para o perfil metabólico relacionado a DP na SD.

Down Syndrome (DS) patients have a high incidence of periodontal disease (PD), characterized by an early course and greater severity. The metabolome study may contribute to the understanding of the disease course, identifying possible metabolites as biomarkers in these individuals. To understand the metabolomic profile of the DS and their relationship with PD, we conducted the identification of salivary metabolites of adolescents and young adults between 12 and 21 years, both genders. Data were collected on general health and was performed oral clinical examination, as the IHOS, bleeding index and probing depth. For metabolome analysis was collected unstimulated saliva sample, analyzed by gas chromatography coupled to mass spectrometry. Saliva and gingival crevicular fluid were also collected for microbial identification by MALDI-TOF. Data were submitted to analysis-statistic by PCA and relative quantification

of metabolites was evaluated by Mann-Whitney and Kruskal-Wallis tests. It can be observed through the PCA models separation of DS groups and controls groups, regardless of periodontal disease. Relative quantification showed higher levels of glycine, L-proline, L-leucine, L-serine, palmitic acid, pentanoic acid, tetradecanoic acid, tyrosine and L-phenylalanine in the SD groups when compared to controls groups. Controls with PD also showed high levels of glycine, L-alanine, L-serine and mannopyranose compared with healthy controls. The microbiota of individuals with DS groups show significant differences compared to control groups, especially for Rothia dentocariosa, Staphylococcus epidermidis, Tannerella forsythia when evaluated saliva and A. actinomycetemcomitans, Micrococcus luteus, Rothia aeria, Treponema denticola in gingival crevicular fluid. In conclusion, the printed metabolomic profile in individuals with Down syndrome differs significantly from control subjects, regardless of periodontal disease. However, the metabolites that distinguish controls group with and without PD, show up high in all DS individuals, promoting new "insights" to the metabolic profile related to PD in DS.