Analysis of ameloblastoma metabolomic profile

O ameloblastoma é um tumor benigno que se origina do epitélio odontogênico. A patogênese não é completamente compreendida e envolve alterações genéticas como a mutação do gene BRAF. Uma vez que a lesão apresenta comportamento localmente infiltrativo e alta tendência a recidivas locais, o tratamento usualmente requer excisão cirúrgica total da lesão, resultando em deformidade facial, grande morbidade e, consequentemente, um impacto importante na vida do paciente acometido. A metabolômica representa o estudo do conjunto de metabólitos de um sistema biológico e fornece, assim, informações finais, mais intimamente relacionadas ao fenótipo estudado, a respeito das interações envolvendo alterações genéticas, atividade enzimática e reações metabólicas. O uso de amostras fixadas em formol e preservadas em parafina tem se mostrado conveniente em experimentos metabolômicos por representar uma fonte abundante de material biológico para pesquisa e por demonstrar confiabilidade no seu uso. Desta maneira, o objetivo desse estudo foi avaliar o perfil metabolômico do ameloblastoma e identificar vias metabólicas possivelmente envolvidas na patogênese e progressão da lesão, assim como relacionar estes achados com a presença da mutação V600E do gene BRAF. O estudo foi aprovado pelo Comitê de Ética em Pesquisa da Universidade Federal de Minas Gerais sob CAAE número 97428718.5.0000.5149. Foram utilizadas 14 amostras tumorais fixadas em formol e embebidas em parafina e 6 amostras de epitélio odontogênico morfologicamente normal obtidos de folículos dentários. Identificou-se os metabólitos através de cromatografia gasosa acoplada a espectrometria de massas e a presença da mutação BRAF-V600E foi avaliada através de PCR em tempo real. Os dados obtidos foram submetidos a análises estatísticas univariadas e multivariadas. Onze metabólitos foram encontrados significativamente mais elevados no ameloblastoma em relação aos folículos dentais, incluindo aminoácidos, ácidos graxos, carboidratos, ácidos inorgânicos e compostos organo-heterocíclicos. A presença da mutação BRAF-V600E nas amostras foi relacionada à diminuição dos níveis de glicerol em comparação com tumores portadores apenas de alelos do tipo selvagem deste gene. Não foram observadas diferenças metabólicas entre ameloblastomas recidivantes e ameloblastomas primários. Conclui-se que o ameloblastoma apresenta um perfil metabolômico diferente do tecido odontogênico morfologicamente normal e que a mutação BRAF-V600E pode contribuir para algumas alterações metabólicas presentes no ameloblastoma, o que pode estar relacionado com a patogênese deste tumor.Ameloblastoma is a benign tumor that originates from the odontogenic epithelium. The pathogenesis is not completely understood and involves genetic alterations such as the mutation of the BRAF gene. Since the lesion presents locally infiltrative behavior and a high potential to local recurrences, the treatment usually requires total surgical excision of the lesion, resulting in facial deformity, great morbidity and, consequently, a significant impact on the life of the affected patient. The metabolomics represents the study of the metabolites set of a biological system. It provides final information more closely related to the studied phenotype regarding the interactions involving genetic alterations, enzymatic activity and metabolic reactions. The use of formalin-fixed and paraffin-embedded samples has been shown to be convenient in metabolomics experiments because it represents an abundant source of biological material for research and for demonstrating reliability in its use. Thus, the aim of this study was to evaluate the metabolic profile of ameloblastoma and to identify metabolic pathways possibly involved in the pathogenesis and progression of this lesion, as well as to corelate these findings to the presence of BRAF-V600E mutation. The study was approved by the Research Ethics Committee of the Universidade Federal de Minas Gerais under CAAE number 97428718.5.0000.5149. Fourteen formalin-fixed and paraffin-embedded tumor samples and 6 samples of morphologically normal odontogenic epithelium obtained from dental follicles were used. Metabolites were identified by gas chromatography coupled to mass spectrometry and the presence of the BRAF-V600E mutation was assessed by real-time PCR. The data was submitted to univariate and multivariate statistical analyses. Eleven metabolites were found to be significantly higher in ameloblastoma compared to dental follicles, including amino acids, fatty acids, carbohydrates, inorganic acids and organoheterocyclic compounds. The presence of the BRAF-V600E mutation in the samples was related to decreased levels of glycerol compared to tumors bearing only wild-type alleles of this gene. No metabolic differences were observed between recurrent ameloblastomas and primary ameloblastomas. It is concluded that ameloblastoma presents a different metabolomic profile of morphologically normal odontogenic tissue and that the BRAF-V600E mutation may contribute to some metabolic alterations present in the ameloblastoma, which may be related to the pathogenesis of this tumor