Metabolomics na toxicologia

Metabolomics joga um papel essencial na pesquisa toxicological fornecendo uma análise detalhada dos caminhos metabólicos alterados que são visados por produtos químicos prejudiciais. Igualmente ajuda pesquisadores e actores importantes no campo médico a compreender o mecanismo de produtos químicos prejudiciais.

Crédito de imagem: Rattiya Thongdumhyu/Shutterstock

Metabolomics é o estudo dos metabolitos. Aponta fornecer uma análise detalhada do estado bioquímico e fisiológico do corpo, assim como muda no perfil metabólico em resposta aos factores internos e externos.

Tal informação facilita subseqüentemente a descoberta dos biomarkers que são associados com as circunstâncias patológicas. Estes biomarkers igualmente jogam papéis vitais em traçar a eficácia dos farmacoterapias com as várias aproximações do metabolomics.

Vantagens do metabolomics na toxicologia

A vantagem principal de usar o metabolomics na toxicologia é que as alterações no metabolismo são eventos do ` rio abaixo' àqueles que ocorrem a níveis genéticos, transcriptomic, e proteomic. Assim, o metabolomics facilita a compreensão dos fenótipos celulares directos que são induzidos por insultos tóxicos.

Além, desde mudanças em metabolitos extracelulares espelhe a encenação metabólica intracelular, análise do metabolomics dos líquidos biológicos (urina ou sangue) obtidos com não invasor ou as técnicas mínimo-invasoras bastam para a avaliação de toxicidades do órgão de alvo.

Um outro benefício importante do metabolomics é que a informação em um grande número metabolitos pode ser obtida com uma única medida, uma exigência muitas vezes básica para ràpida compreender o nível de toxicidade da droga. Além disso, uma selecção em grande escala das drogas ou de compostos químicos pode ser conseguida com in vitro as aproximações do metabolomics.  

Um uso importante in vitro do metabolomics, que emprega linha celular, pilhas preliminares, co-culturas no 2D ou no formato 3D, etc., é prever testes padrões toxicological de produtos químicos desconhecidos no sistema biológico usando produtos químicos conhecidos da referência.

Tal análise começa com a comparação de um perfil metabólico de um produto químico conhecido da referência com seu perfil toxicological in vivo. Isto permite a geração de um teste padrão da toxicidade do `,' que define o perfil metabólico relativo a um valor-limite toxicological distinto.

Mais tarde, o grau de sobreposição é calculado alinhando o perfil metabólico do produto químico desconhecido com o teste padrão da toxicidade. Os dados são usados para prever o teste padrão toxicological de um produto químico desconhecido;

Contudo, o desafio principal associado com o uso in vitro do metabolomics é a extrapolação in vitro de dados in vivo aos ajustes a fim obter a informação óptima na eficácia da droga e na segurança da droga.

Como o metabolomics é usado na toxicologia

O avanço do metabolomics fê-lo rotineiramente e extensivamente útil em muitos campos toxicologia-relacionados.

Avaliação da toxicidade da droga

Metabolomics tem o potencial notável na toxicidade droga-induzida selecção celular ou do órgão. A avaliação rápida das amostras biológicas, especialmente biofluids, junto com a análise matemática e estatística (chemometrics) de dados obtidos serve como uma plataforma poderosa para a avaliação de segurança da droga.

Por exemplo, se uma droga ou um produto químico causam a toxicidade hepática induzindo o esforço oxidativo celular, uma análise do metabolomics da amostra biológica droga-expor pode fornecer a informação directa sobre os metabolitos que são indicativos directo do esforço oxidativo.

Pode igualmente especificar os metabolitos que são considerados como biomarkers conhecidos de ferimento hepática, assim indicando a patologia hepática. Além, a análise do metabolomics pode igualmente fornecer a informação sobre os metabolitos que são associados indirectamente com a toxicidade.

Avaliação de segurança da droga

Metabolomics tem diversas vantagens sobre a avaliação clínica convencional da patologia em termos de capturar um espectro largo da encenação metabólica. Por exemplo, um estudo que investiga um composto desconhecido revelou que o composto aumenta o nível de colesterol do soro.

Em cima da utilização do metabolomics, observou-se que, independentemente do colesterol, o composto igualmente aumenta diversos phytosterols, indicando que o colesterol elevado é um resultado da absorção do sterol no intestino. Tais resultados sugerem claramente que o metabolomics tenha uma potência muito mais alta em termos de definir valores-limite toxicological exactos.

Definindo o mecanismo da acção para uma droga

Para avaliar eficazmente o aspecto da toxicidade de uma droga ou de um produto químico, é importante compreender seu modo de acção. Além do que retrate fenótipos tóxicos droga-induzidos, metabolomics igualmente serve como uma boa plataforma para investigar como uma droga particular exerce seus efeitos no contexto celular.   

Desafios do metabolomics na toxicologia

Antes de usar o metabolomics como uma ferramenta rigorosa para avaliar a toxicidade da droga e o seu modo de acção, as variações técnicas e biológicas associadas com os dados devem ser tomadas na consideração.

As variações técnicas, que vêm principalmente da preparação da amostra, procedimento analítico, ou separação e detecção de metabolitos, poderiam ser resolvidas usando procedimentos de funcionamento padrão (SOP) e medidas de controle apropriadas da qualidade.

Para negar todas as variações biológicas que forem comuns ao usar o animal experimental diferente modelam, os procedimentos de funcionamento padrão devem ser estabelecidos para cada um sistema separado.

A variabilidade biológica deve ser endereçada seriamente, porque pode potencial gerar o falso positivo ou os dados do negativo falso pela informação subtil mas importante esconder.

: Fontes

[Leitura adicional: metabolomics]

Last Updated: Aug 23, 2018

Dr. Sanchari Sinha Dutta

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Dr. Sanchari Sinha Dutta

Dr. Sanchari Sinha Dutta is a science communicator who believes in spreading the power of science in every corner of the world. She has a Bachelor of Science (B.Sc.) degree and a Master's of Science (M.Sc.) in biology and human physiology. Following her Master's degree, Sanchari went on to study a Ph.D. in human physiology. She has authored more than 10 original research articles, all of which have been published in world renowned international journals.

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