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Sfide in Metabolomics mirato a

Il metabolomics mirato a è un approccio quantitativo del metabolomics poichè dipende dalla misurazione dei metaboliti conosciuti delle vie specifiche. Poiché il metabolomics mirato a è un campo continuamente evolventesi, affronta gli ostacoli enormi nel suo approccio diffuso.

Credito: Yenyu Shih/Shutterstock.com

Sfide relative a tecnologia

Attualmente, in metabolomics mirato a, non c'è nessun metodo analitico capace di trasmettere le informazioni oltre ad una parte del metabolita. Il seguenti erano le limitazioni anche dopo usando gli strumenti e le tecniche insieme:

  • I dati ottenuti erano specialmente su una frazione dei metaboliti
  • Le tecniche stesse hanno presentate alcune limitazioni specifiche

Tuttavia, una serie di risultati endogeni del metabolita sono analizzati simultaneamente in una situazione difficile a causa delle loro strutture chimiche differenti e beni fisico-chimici. la spettroscopia di massa in relazione con la cromatografia (MS) e la spettroscopia a risonanza magnetica (NMR) nucleare sono i due strumenti analitici principali impiegati per l'analisi dei metaboliti in campioni biologici.

a metabolomics basato a sig.ra

Un passo falso medio ain metabolomics basato a sig.ra sta non prendendo in considerazione i cambiamenti improvvisi nella quantità di altri metaboliti. Inoltre, i campioni di interesse inizialmente sono esaminati facendo uso delle tecniche analitiche comuni nell'analisi mirata a, che sono come segue:

Cromatografia-ms (GC) del gas

È capace di rilevazione del tutto il metabolita organico che è volatile indipendentemente dalla sua struttura. Anche dopo la derivatizzazione chimica, l'analisi dei composti non volatili facendo uso di GC-MS ha relativamente uno svantaggio dovuto l'output di campione ridotto quando più campioni sono esaminati.

Cromatografia-ms (LC) del liquido

È stato riferito che la precisione dei dati d'investigazione è commovente quando sfrutta LC-MS in metabolomics mirato a.

Ionizzazione di Electrospray (ESI)

Questo metodo permette all' analisi basata a sig.ra di individuare i metaboliti non volatili. Tristemente, ESI causa gli effetti di soppressione e della matrice dello ione fra i metaboliti durante l'analisi, che è una limitazione importante.

Isotopi contrassegnati

dovuto gli ostacoli analitici gradisca la soppressione dello ione e la varianza del campione-campione ain metabolomics basato a sig.ra, metabolomics mirato a corrente impiega gli standard interni isotopo-contrassegnati per la misura completa dei metaboliti.

Le miscele isotopiche standard erano disponibili soltanto per alcuni metaboliti quali gli zuccheri, gli amminoacidi ed i lipidi, che è un altro grave ostacolo. È stato anticipato che determinare la concentrazione assoluta di vaste gamme di metaboliti preparando gli standard isotopo-contrassegnati stalla per altri metaboliti aiuterebbe il metabolomics mirato a. L'entrata in vigore di questo trattamento richiederà più tempo e significato.  

https://youtu.be/uSG8ANBTaN0

Spettroscopia a risonanza magnetica (NMR) nucleare

Gli esperimenti RMN pricipalmente necessitano un campione puro nella misura adeguata, che richiede frequentemente i tentativi duri e stimolanti per tutti i metaboliti secondari in una miscela complessa.

Sfide relative ad analisi di dati

La delucidazione della struttura dei metaboliti primari e secondari è un compito provocatorio, anche per uno spectroscopist professionale. La realizzazione d'esplosione di complessità eccessivamente vasta dei campioni biologici evidenzia più sfide, che includono:

  • Identificazione dei metaboliti sconosciuti
  • Convalida dei biomarcatori
  • Riproducibilità tra laboratori diversi

Identificazione ed interpretazione dei metaboliti sconosciuti:

Precedentemente, le informazioni del genoma ed il database di frammentazione hanno compreso una lista i metaboliti presenti in specie e nell'esemplare di ogni obiettivo. Purtroppo, il metabolomics mirato a affronta una situazione difficile, perché non ha una lista completa dell'essere umano e dei metaboliti più naturalmente sorgenti, non disponibile sia dai database di frammentazione che del genoma.

La maggior parte dei metaboliti sconosciuti somigliano al composto del genitore; le informazioni di frammentazione forniscono la caratterizzazione strutturale del composto del genitore, che è collegato con gli sconosciuti. Molte volte, non riescono a fornire i dati mentre i composti sono stessi del genitore sconosciuti. Così, il metabolomics mirato a ottiene le informazioni su parecchi metaboliti annotable presenti in campioni biologici da molti database ed usando il software, di modo che possono essere confrontati e più ulteriormente essere interpretati ai fini dei sistemi diagnostici di malattia.

Superamento degli aspetti

Attualmente, i seguenti database dei metaboliti naturalmente comparenti sono stati stabiliti:

  • Database umano del metabolome, che include 8021 metabolita endogeno umano
  • a libreria basata a prova del metabolome

Inoltre, l'evoluzione di spettrometria di massa di calcolo (CompMS) è stata utile nella delucidazione strutturale di molti metaboliti, poichè è insita con alcuni metodi per comprensione più profonda della chimica del metabolita. Gli altri metodi includono la derivatizzazione di silico, la previsione in tandem di spettri di massa e le librerie spettrali per paragonare all'analisi precedente.

Convalida di biomarcatore

Il metabolomics mirato a successivamente mette a fuoco sulla scoperta dei biomarcatori, che permette a capire il meccanismo difettoso che è alla base di una fase di malattia. Ma lavorando alla convalida di un biomarcatore determinato nella regolazione metabolomic è stato trovato per essere abbastanza provocatorio dovuto il costo enorme in questione nei grandi studi di gruppo.

Inoltre, gli studi di gruppo non provocano continuamente un successo enorme. Durante i 15 anni scorsi, circa 150.000 studi sono stati effettuati; questi hanno reso soltanto 100 biomarcatori, che completamente sono stati convalidati ed applicato stati dal punto di vista terapeutico. C'è, quindi, un'esigenza degli studi di gruppo ben progettati per la convalida della prestazione di biomarcatore.

Riproducibilità tra laboratori diversi

La riproduzione dei dati su un metabolita particolare è un compito difficile come pure che richiede tempo a causa del numero enorme dei metaboliti che sono presenti nel sistema biologico. I dati riproducibili sono ottenuti soltanto sui metaboliti importanti in questione in una malattia e non per i metaboliti secondari connessi con la malattia.

Oggi, il metabolomics mirato a punta su raggiungere la riproducibilità tra laboratori diversi, in cui un laboratorio esegue un esperimento su un metabolita particolare ed i dati ottenuti sono trasmessi ad altri laboratori per controllare la loro riproducibilità. Ciò permetterà al risultato della normalizzazione in metabolomics mirato a.

Sorgenti:

  1. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22470063
  2. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5121192/
  3. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25577350
  4. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4848463/
  5. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3648359/
  6. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5282916

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Last Updated: Feb 26, 2019

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