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Retos en Metabolomics apuntado

El metabolomics apuntado es una aproximación cuantitativa del metabolomics pues depende de medir los metabilitos sabidos de caminos específicos. Puesto que el metabolomics apuntado es un campo continuamente de desarrollo, hace frente a obstáculos enormes en su aproximación dispersa.

Haber: Yenyu Shih/Shutterstock.com

Retos relacionados con la tecnología

Actualmente, en metabolomics apuntado, no hay método analítico capaz de entregar la información además de una porción del metabilito. Los siguientes eran las limitaciones incluso después usar las herramientas y las técnicas juntas:

  • Los datos obtenidos estaban determinado en una parte de metabilitos
  • Las técnicas ellos mismos tenían algunas limitaciones específicas

Sin embargo, varios resultados endógenos del metabilito se analizan simultáneamente en una situación difícil debido a sus diversas estructuras químicas y propiedades fisicoquímicas. la espectroscopia en masa Cromatografía-relacionada (MS) y la espectroscopia de resonancia magnética (NMR) nuclear son las dos herramientas analíticas mayores empleadas para el análisis de metabilitos en muestras biológicas.

metabolomics Ms-basado

Un paso en falso medio en metabolomics Ms-basado está desatendiendo cambios súbitos en la cantidad de otros metabilitos. Además, las muestras del interés se examinan inicialmente usando las técnicas analíticas comunes en análisis apuntado, que son como sigue:

Cromatografía-MS (GC) del gas

Es capaz de descubrir cualquier metabilito orgánico que sea volátil con independencia de su estructura. Incluso después la derivatización química, el análisis de composiciones no volátiles usando GC-MS tiene una desventaja debido al rendimiento de muestra relativamente reducido cuando se examinan más muestras.

Cromatografía-MS (LC) del líquido

Se ha denunciado que la precisión de datos de investigación es afectada al explotar LC-MS en metabolomics apuntado.

Ionización de Electrospray (ESI)

Este método permite al análisis Ms-basado descubrir los metabilitos no volátiles. Tristemente, ESI causa efectos de la supresión y de la matriz del ión entre los metabilitos durante el análisis, que es una limitación importante.

Isótopos etiqueta

Debido a los obstáculos analíticos como la supresión del ión y la variación de la muestra-muestra en metabolomics Ms-basado, el metabolomics apuntado emplea actualmente los patrones internos isótopo-etiqueta para la medición completa de metabilitos.

Las mezclas isotópicas estándar estaban disponibles solamente para algunos metabilitos tales como azúcares, aminoácidos, y lípidos, que es otro atascamiento. Se ha anticipado que la determinación de la concentración absoluta de espectros amplios de metabilitos preparando los patrones isótopo-etiqueta establo para otros metabilitos ayudaría a metabolomics apuntado. La puesta en vigor de este proceso requerirá más tiempo y significación.  

https://youtu.be/uSG8ANBTaN0

Espectroscopia de resonancia magnética (NMR) nuclear

Los experimentos del RMN necesitan principal una muestra pura en la dimensión adecuada, que exige con frecuencia las tentativas duras y estimulantes para todos los metabilitos de menor importancia en una mezcla compleja.

Retos relacionados con el análisis de datos

La aclaración de la estructura de metabilitos primarios y secundarios es una tarea desafiadora, incluso para un spectroscopist profesional. La realización que estalla de la complejidad excesivamente amplia de muestras biológicas destaca más retos, que incluyen:

  • Identificación de metabilitos desconocidos
  • Validación de biomarkers
  • Reproductibilidad entre laboratorios

Identificación e interpretación de metabilitos desconocidos:

Previamente, la información del genoma y la base de datos de la fragmentación comprendieron un filete de los metabilitos presentes en cada especie y espécimen del objetivo. Lamentablemente, el metabolomics apuntado hace frente a una situación difícil, porque no tiene un filete completo del ser humano y de metabilitos más naturalmente de surgimiento, inasequible de las bases de datos del genoma y de la fragmentación.

La mayoría de los metabilitos desconocidos se asemejan a la composición del padre; la información de la fragmentación ofrece la caracterización estructural de la composición del padre, que se relaciona con los desconocido. Muchas veces, no puede ofrecer datos mientras que las composiciones son ellos mismos del padre desconocidas. Así pues, el metabolomics apuntado obtiene la información sobre varios metabilitos annotable presentes en muestras biológicas de muchas bases de datos y usando software, para poderlas ser comparadas e interpretar más lejos con el fin de diagnósticos de la enfermedad.

Vencer aspectos

Actualmente, las bases de datos siguientes de metabilitos naturalmente que aparecían se han establecido:

  • Base de datos humana del metabolome, que incluye 8021 metabilitos endógenos humanos
  • biblioteca Prueba-basada del metabolome

Además, la evolución de la espectrometría de masa de cómputo (CompMS) ha tenido valor en la aclaración estructural de muchos metabilitos, pues es incorporada con algunos métodos para una comprensión más profunda de la química del metabilito. Los otros métodos incluyen la derivatización del silico, la predicción en tándem de los espectros en masa, y las bibliotecas espectrales para comparar con análisis anterior.

Validación del Biomarker

El metabolomics apuntado se centra posteriormente en el descubrimiento de biomarkers, que habilita la comprensión del mecanismo defectuoso que es la base de un escenario de la enfermedad. Pero trabajando en la validación de un biomarker individual en la fijación metabolomic fue encontrado para ser muy desafiador debido al costo enorme implicado en los estudios ficticios grandes.

Por otra parte, los estudios ficticios no dan lugar continuamente a un éxito enorme. En los últimos 15 años, se han realizado cerca de 150.000 estudios; éstos han rendido solamente 100 biomarkers, que se han validado y se han ejecutado totalmente terapéutico. Hay, por lo tanto, una necesidad de los estudios ficticios bien diseñados para validar el funcionamiento del biomarker.

Reproductibilidad entre laboratorios

La reproducción de datos sobre un metabilito determinado es una tarea difícil así como que toma tiempo debido al número enorme de metabilitos que estén presentes en el sistema biológico. Los datos reproductivos se obtienen solamente en los metabilitos importantes implicados en una enfermedad, y no para los metabilitos de menor importancia asociados a la enfermedad.

Hoy, el metabolomics apuntado tiene como objetivo el lograr de reproductibilidad entre laboratorios, en donde un laboratorio conducto un experimento en un metabilito determinado y los datos obtenidos se transmiten a otros laboratorios para verificar su reproductibilidad. Esto habilitará el logro de la estandarización en metabolomics apuntado.

Fuentes:

  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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