Metabolomics en toxicología

Metabolomics desempeña un papel esencial en la investigación toxicológica ofreciendo un análisis detallado de los caminos metabólicos alterados que son apuntados por las substancias químicas dañinas. También ayuda a investigadores y a los protagonistas en el campo médico a entender el mecanismo de substancias químicas dañinas.

Haber de imagen: Rattiya Thongdumhyu/Shutterstock

Metabolomics es el estudio de metabilitos. Apunta ofrecer un análisis completo del estado bioquímico y fisiológico de la carrocería, así como cambia en perfil metabólico en respuesta a factores internos y externos.

Tal información facilita posteriormente el descubrimiento de los biomarkers que se asocian a condiciones patológicas. Estos biomarkers también desempeñan papeles vitales en la correspondencia de la eficacia de medicaciones con diversas aproximaciones del metabolomics.

Ventajas del metabolomics en toxicología

La ventaja principal de usar metabolomics en toxicología es que los cambios en metabolismo son acciones del ` río abajo las' a los que ocurran en los niveles genéticos, transcriptomic, y proteomic. Así, el metabolomics facilita la comprensión de los fenotipos celulares directos que son inducidos por insultos tóxicos.

Además, desde cambios en metabilitos extracelulares refleje el decorado metabólico intracelular, análisis del metabolomics de los líquidos biológicos (orina o sangre) obtenidos con no invasor o las técnicas mínimo-invasores son suficientes para la evaluación de las toxicidades del órgano de objetivo.

Otra ventaja importante del metabolomics es que la información sobre un gran número de metabilitos se puede obtener con una única medición, un requisito a menudo básico para rápidamente entender el nivel de toxicidad de la droga. Por otra parte, una investigación en grande de drogas o de composiciones químicas se puede lograr con aproximaciones ines vitro del metabolomics.  

Un uso importante del metabolomics in vitro, que emplea variedades de células, las células primarias, las co-culturas en 2.as o el formato 3D, el etc, es predecir las configuraciones toxicológicas de substancias químicas desconocidas en el sistema biológico usando las substancias químicas sabidas de la referencia.

Tal análisis comienza con la comparación de un perfil metabólico de una substancia química sabida de la referencia con su perfil toxicológico in vivo. Esto permite la generación de una configuración de la toxicidad del `,' que define el perfil metabólico relacionado con una punto final toxicológica distinta.

Luego, el grado de recubrimiento es calculado alineando el perfil metabólico de la substancia química desconocida con la configuración de la toxicidad. Los datos se utilizan para predecir la configuración toxicológica de una substancia química desconocida;

Sin embargo, el reto mayor asociado al uso del metabolomics in vitro es la extrapolación de datos ines vitro in vivo a las fijaciones para conseguir la información óptima sobre eficacia de la droga y seguro de la droga.

Cómo el metabolomics se utiliza en toxicología

El adelanto del metabolomics lo ha hecho rutinario y extensivamente útil en muchos campos toxicología-relacionados.

Evaluación de la toxicidad de la droga

Metabolomics tiene potencial notable en el blindaje de toxicidad celular o del órgano inducida por las drogas. La evaluación rápida de las muestras biológicas, especialmente biofluids, así como el análisis matemático y estadístico (chemometrics) de datos obtenidos sirve como plataforma potente para la valoración de seguridad de la droga.

Por ejemplo, si una droga o una substancia química causa toxicidad hepática induciendo la tensión oxidativa celular, un análisis del metabolomics de la muestra biológica droga-expuesta puede ofrecer la información directa sobre los metabilitos que son indicativos directo de la tensión oxidativa.

Puede también especificar los metabilitos que se consideran como biomarkers sabidos del daño hepático, así indicando la patología hepática. Además, el análisis del metabolomics puede también ofrecer la información sobre los metabilitos que se asocian indirectamente a la toxicidad.

Valoración de seguridad de la droga

Metabolomics tiene varias ventajas sobre la evaluación clínica convencional de la patología en términos de captura de un espectro amplio del decorado metabólico. Por ejemplo, un estudio que investigaba una composición desconocida ha revelado que la composición aumenta el nivel de colesterol de suero.

Sobre la utilización del metabolomics, se ha observado que, aparte del colesterol, la composición también aumenta varios phytosterols, indicando que el colesterol elevado es un resultado de la amortiguación del esterol en la tripa. Tales conclusión sugieren sin obstrucción que el metabolomics tenga una potencia mucho más alta en términos de definición de puntos finales toxicológicas exactas.

Definición del mecanismo de la acción para una droga

Para fijar efectivo el aspecto de la toxicidad de una droga o de una substancia química, es importante entender su manera de la acción. Además de retrate los fenotipos tóxicos inducidos por las drogas, metabolomics también sirve como buena plataforma investigar cómo una droga determinada ejerce sus efectos en el contexto celular.   

Retos del metabolomics en toxicología

Antes de usar metabolomics como herramienta rigurosa para fijar toxicidad de la droga y su manera de la acción, las variaciones técnicas y biológicas asociadas a los datos se deben tomar en la consideración.

Las variaciones técnicas, que vienen principal de la preparación de la muestra, procedimiento analítico, o separación y detección de metabilitos, podrían ser resueltas usando procedimientos estándars (SOP) y dimensiones apropiadas del control de calidad.

Para negar cualquier variación biológica que sean comun al usar diverso animal de experimento modele, los procedimientos estándars se deben establecer para cada uno sistema separado.

La variabilidad biológica se debe dirigir seriamente, pues puede potencialmente generar el positivo falso o datos del falso negativo por la información sutil pero importante de la ocultación.

: Fuentes

[Lectura 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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