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Desafios em Metabolomics visado

O metabolomics visado é uma aproximação quantitativa do metabolomics porque depende de medir os metabolitos conhecidos de caminhos específicos. Desde que o metabolomics visado é um campo continuamente em desenvolvimento, enfrenta obstáculos enormes em sua aproximação difundida.

Crédito: Yenyu Shih/Shutterstock.com

Desafios relativos à tecnologia

Presentemente, no metabolomics visado, nenhum método analítico é capaz de entregar a informação além de uma parcela do metabolito. Os seguintes eram as limitações mesmo depois a utilização de ferramentas e de técnicas junto:

  • Os dados obtidos estavam particularmente em uma fracção dos metabolitos
  • As técnicas elas mesmas tiveram algumas limitações específicas

Contudo, um número de resultados endógenos do metabolito são analisados simultaneamente em uma situação difícil devido a suas estruturas químicas diferentes e propriedades físico-químicas. a espectroscopia em massa Cromatografia-relacionada (MS) e a espectroscopia da ressonância magnética (NMR) nuclear são as duas ferramentas analíticas principais empregadas para a análise dos metabolitos em amostras biológicas.

metabolomics Senhora-baseado

Um passo em falso médio no metabolomics Senhora-baseado está negligenciando mudanças repentinas na quantidade de outros metabolitos. Além, as amostras de interesse são examinadas inicialmente usando as técnicas analíticas comuns na análise visada, que são como segue:

Cromatografia-MS (GC) do gás

É capaz de detectar todo o metabolito orgânico que for temporário independentemente de sua estrutura. Mesmo depois a derivatização química, a análise dos compostos permanentes que usam GC-MS tem um inconveniente devido à saída de amostra relativamente reduzida quando mais amostras são examinadas.

Cromatografia-MS (LC) do líquido

Relatou-se que a precisão de dados de investigação é afetada ao explorar LC-MS no metabolomics visado.

Ionização de Electrospray (ESI)

Este método permite a análise Senhora-baseada de detectar metabolitos permanentes. Triste, ESI causa efeitos da supressão e da matriz do íon entre metabolitos durante a análise, que é uma limitação principal.

Isótopos etiquetados

Devido aos obstáculos analíticos como a supressão do íon e a variação da amostra-amostra no metabolomics Senhora-baseado, o metabolomics visado emprega actualmente os padrões internos isótopo-etiquetados para a medida detalhada dos metabolitos.

As misturas isótopas padrão estavam disponíveis somente para alguns metabolitos tais como açúcares, ácidos aminados, e lipidos, que é um outro gargalo. Antecipou-se que determinar a concentração absoluta de espectros largos dos metabolitos preparando padrões isótopo-etiquetados estábulo para outros metabolitos ajudaria o metabolomics visado. A aplicação deste processo exigirá mais tempo e significado.  

https://youtu.be/uSG8ANBTaN0

Espectroscopia da ressonância magnética (NMR) nuclear

As experiências NMR necessitam principalmente uma amostra pura na medida adequada, que exige freqüentemente tentativas duras e desafiando para todos os metabolitos menores em uma mistura complexa.

Desafios relativos à análise de dados

A elucidação da estrutura de metabolitos preliminares e secundários é uma tarefa desafiante, mesmo para um spectroscopist profissional. A realização de explosão da complexidade excessivamente larga de amostras biológicas destaca mais desafios, que incluem:

  • Identificação de metabolitos desconhecidos
  • Validação dos biomarkers
  • Reprodutibilidade entre laboratórios

Identificação e interpretação de metabolitos desconhecidos:

Previamente, a informação do genoma e a base de dados da fragmentação compreenderam uma lista dos metabolitos actuais em cada espécie e espécime do alvo. Infelizmente, o metabolomics visado enfrenta uma situação difícil, porque não tem uma lista completa de ser humano e de metabolitos mais naturalmente elevarando, não disponível das bases de dados do genoma e da fragmentação.

A maioria de metabolitos desconhecidos assemelham-se ao composto do pai; a informação da fragmentação fornece a caracterização estrutural do composto do pai, que é relacionado aos desconhecidos. Muitas vezes, não fornece dados enquanto os compostos são eles mesmos do pai desconhecidos. Assim, o metabolomics visado obtem a informação em diversos metabolitos annotable actuais em amostras biológicas de muitas bases de dados e usando o software, de modo que possam ser comparados e mais interpretado com a finalidade dos diagnósticos da doença.

Superando aspectos

Presentemente, as seguintes bases de dados de metabolitos naturalmente aparecendo foram estabelecidas:

  • Base de dados humana do metabolome, que inclui 8021 metabolitos endógenos humanos
  • biblioteca Evidência-baseada do metabolome

Além, a evolução da espectrometria em massa computacional (CompMS) foi valiosa na elucidação estrutural de muitos metabolitos, porque é inerente com alguns métodos para uma compreensão mais profunda da química do metabolito. Os outros métodos incluem a derivatização do silico, a previsão em tandem dos espectros em massa, e bibliotecas espectrais para comparar com a análise precedente.

Validação do Biomarker

O metabolomics visado centra-se subseqüentemente sobre a descoberta dos biomarkers, que permite a compreensão do mecanismo defeituoso que é a base de uma fase da doença. Mas trabalhando na validação de um biomarker individual no ajuste metabolomic foi encontrado para ser bastante desafiante devido ao custo enorme envolvido nos grandes estudos de coorte.

Além disso, os estudos de coorte não conduzem continuamente a um sucesso enorme. Nos 15 anos passados, aproximadamente 150.000 estudos foram realizados; estes renderam somente 100 biomarkers, que completamente foram validados e executados terapêutica. Há, conseqüentemente, uma necessidade para estudos de coorte bem-desenvolvidas para validar o desempenho do biomarker.

Reprodutibilidade entre laboratórios

A reprodução dos dados em um metabolito particular é uma tarefa difícil assim como demorada devido ao número enorme de metabolitos que estam presente no sistema biológico. Os dados reprodutíveis são obtidos somente nos metabolitos importantes envolvidos em uma doença, e não para os metabolitos menores associados com a doença.

Hoje, o metabolomics visado visa conseguir a reprodutibilidade entre laboratórios, onde um laboratório conduz uma experiência em um metabolito particular e os dados obtidos são transmitidos a outros laboratórios para verificar sua reprodutibilidade. Isto permitirá a realização da normalização no metabolomics visado.

Fontes:

  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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