Imperiale, Alessio, Moussallieh, François-Marie, Roche, Philippe, Battini, Stéphanie, Cicek, A. Ercument, Sebag, Frédéric, Brunaud, Laurent, Barlier, Anne, Elbayed, Karim, Loundou, Anderson, Bachellier, Philippe, Goichot, Bernard, Stratakis, Constantine A., Pacak, Karel, Namer, Izzie-Jacques, Taïeb, David, Hôpital de Hautepierre [Strasbourg], Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (ICube), Institut National des Sciences Appliquées - Strasbourg (INSA Strasbourg), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale du Génie de l'Eau et de l'Environnement de Strasbourg (ENGEES)-Réseau nanophotonique et optique, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Matériaux et nanosciences d'Alsace (FMNGE), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre de Recherche en Cancérologie de Marseille (CRCM), Aix Marseille Université (AMU)-Institut Paoli-Calmettes, Fédération nationale des Centres de lutte contre le Cancer (FNCLCC)-Fédération nationale des Centres de lutte contre le Cancer (FNCLCC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Carnegie Mellon University [Pittsburgh] (CMU), Département de Chirurgie Endocrinienne [La Timone], Hôpital de la Timone [CHU - APHM] (TIMONE), Service de Chirurgie Digestive Hépatobiliaire et Endocrine [CHRU Nancy], Centre Hospitalier Régional Universitaire de Nancy (CHRU Nancy), Nutrition-Génétique et Exposition aux Risques Environnementaux (NGERE), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université de Lorraine (UL), Laboratoire de Biochimie et de Biologie Moléculaire [Hôpital de la Conception - APHM], Hôpital de la Conception [CHU - APHM] (LA CONCEPTION), Santé Publique et maladies Chroniques : Qualité de vie Concepts, Usages et Limites, Déterminants (SPMC), Assistance Publique - Hôpitaux de Marseille (APHM)-Aix Marseille Université (AMU), Pôle des Pathologies Digestives Hépatiques et Transplantation [Hôpital Hautepierre-Strasbourg], Service de Médecine Interne - Diabète et Maladies métaboliques [Hôpital Hautepierre-Strasbourg]], Eunice Kennedy Shriver National Institute of Child Health and Human Development (NICHD), Centre Européen de Recherche en Imagerie médicale (CERIMED), Aix Marseille Université (AMU)-Assistance Publique - Hôpitaux de Marseille (APHM)-École Centrale de Marseille (ECM)-Institut Paoli-Calmettes, Fédération nationale des Centres de lutte contre le Cancer (FNCLCC)-Fédération nationale des Centres de lutte contre le Cancer (FNCLCC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), École Nationale du Génie de l'Eau et de l'Environnement de Strasbourg (ENGEES)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut National des Sciences Appliquées - Strasbourg (INSA Strasbourg), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Les Hôpitaux Universitaires de Strasbourg (HUS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Matériaux et Nanosciences Grand-Est (MNGE), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Réseau nanophotonique et optique, Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Aix Marseille Université (AMU)-Assistance Publique - Hôpitaux de Marseille (APHM)
International audience; Succinate dehydrogenase gene (SDHx) mutations increase susceptibility to develop pheochromocytomas/paragangliomas (PHEOs/PGLs). In the present study, we evaluate the performance and clinical applications of 1H high-resolution magic angle spinning (HRMAS) nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy–based global metabolomic profiling in a large series of PHEOs/PGLs of different genetic backgrounds. Eighty-seven PHEOs/PGLs (48 sporadic/23 SDHx/7 von Hippel-Lindau/5 REarranged during Transfection/3 neurofibromatosis type 1/1 hypoxia-inducible factor 2α), one SDHD variant of unknown significance, and two Carney triad (CTr)–related tumors were analyzed by HRMAS-NMR spectroscopy. Compared to sporadic, SDHx-related PHEOs/PGLs exhibit a specific metabolic signature characterized by increased levels of succinate (P < .0001), methionine (P = .002), glutamine (P = .002), and myoinositol (P < .0007) and decreased levels of glutamate (P < .0007), regardless of their location and catecholamine levels. Uniquely, ATP/ascorbate/glutathione was found to be associated with the secretory phenotype of PHEOs/PGLs, regardless of their genotype (P < .0007). The use of succinate as a single screening test retained excellent accuracy in distinguishing SDHx versus non–SDHx-related tumors (sensitivity/specificity: 100/100%). Moreover, the quantification of succinate could be considered a diagnostic alternative for assessing SDHx-related mutations of unknown pathogenicity. We were also able, for the first time, to uncover an SDH-like pattern in the two CTr-related PGLs. The present study demonstrates that HRMAS-NMR provides important information for SDHx-related PHEO/PGL characterization. Besides the high succinate–low glutamate hallmark, SDHx tumors also exhibit high values of methionine, a finding consistent with the hypermethylation pattern of these tumors. We also found important levels of glutamine, suggesting that glutamine metabolism might be involved in the pathogenesis of SDHx-related PHEOs/PGLs.