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Metabolomics RMN en tant qu'outil de dépistage nouvel pour des nouveaux-nés (pour la recherche seulement)

Thought LeadersDr.Oscar MilletPrincipal InvestigatorPrecision Medicine And Metabolism Lab

Dans cette entrevue, M. Oscar Millet, chef de groupe du groupe de médicament et de métabolisme de précision du bioGUNE de CIC, a parlé aux nouvelles médicales au sujet de sa recherche dans l'utilisation de l'analyse metabolomic (RMN) de spectroscopie de résonance magnétique nucléaire comme outil de dépistage clinique. Son équipe a employé RMN pour interviewer des nouveaux-nés de forme d'échantillons d'urine pour des troubles métaboliques congénitaux.

Qu'est-ce que c'est metabolomics et comment peut être employé comme outil de dépistage ?

Metabolomics est une étude systématique de toutes les métabolites dans un tissu cellulaire ou bio-liquide. On le soupçonne que plus de 30.000 métabolites soient présentes dans la cellule humaine et certains d'entre elles peuvent être trouvés utilisant la spectroscopie RMN.

Ces métabolites sont les substrats et les produits des voies biochimiques variées qui ont lieu dans le fuselage. Si une de ces voies ne fonctionne pas correctement, par exemple, parce qu'une enzyme ne fonctionne pas effectivement, certaines métabolites s'accumuleront. En conséquence, la quantification des métabolites actuelles dans un échantillon peut mettre en valeur si une voie métabolique fonctionne efficacement. Une comparaison des concentrations des métabolites permet pour distinguer entre les conditions saines et malades.

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Pourquoi avez-vous particulièrement choisi RMN comme outil d'analyse pour votre recherche ?

Plusieurs techniques analytiques peuvent être appliquées pour l'étude metabolomic. La technique pionnière était une spectrométrie de masse, qui peut mesurer beaucoup de métabolites mais a des limitations en termes de leur quantification. RMN, bien que pas aussi sensible que la spectroscopie de masse, permet la quantification absolue du présent de métabolites et offre beaucoup d'avantages complémentaires qui lui effectuent une technologie préférée pour des évaluations metabolomic.

La spectroscopie RMN est une technique non destructive qui peut être appliquée aux tissus intacts ainsi qu'aux biofluids. La préparation des échantillons minimale est exigée, et l'analyse automatisée peut être promptement conduite permettant à des résultats d'être obtenus rapidement ; le processus complet peut être complété dans un délai de 45 mn. D'une manière primordiale, les caractéristiques obtenues sont hautement reproductibles quand les procédures habituelles d'opération sont suivies correctement.

Afin de nous assurer obtenons de bons résultats, le laboratoire au bioGUNE de CIC a deux spectromètres différents de Bruker Avance IVDr complet consacrés à l'analyse metabolomic des échantillons : un pour des échantillons de sérum et un pour des échantillons d'urine. Chacun des spectromètres est équipé d'un commutateur refroidi SampleJet témoin et également un robot robotisé SampleProTube pour préparer les échantillons. Il y a également une suite des programmes consacrés au metabolomics que nous employons pour l'analyse statistique.

Pourquoi l'examen critique nouveau-né est-il si important ?

On le croit actuel qu'environ entre un dans 800 et un dans 2.500 nouveaux-nés sera affecté par un trouble métabolique congénital. Il y a un groupe entier de troubles qui résultent de l'inefficacité dans une des enzymes principales, qui perturbe par la suite le fonctionnement de la voie métabolique correspondante. Ces troubles seront apparents à un niveau métabolique très rapidement et présenteront cliniquement dans des heures, des jours, ou des mois. De telles maladies peuvent être promptement traitées une fois diagnostiquées.

La chose la plus importante est que ces metabolopathies doivent être trouvés afin de pour être traités. La demande de règlement signifiera souvent qu'une certaine restriction diététique est exigée, mais non détecté et non traité ces troubles métaboliques peuvent mener à l'échec irréversible d'organe ou la symptomatologie sévère ou même la mort du nouveau-né.

Bien qu'il soit facile trouver les modifications métaboliques, examiner pour elles est cher parce que les techniques actuel reconnues exigent un dépistage indépendant pour chacun metabolopathy. Les différents pays, et les différentes régions dans des pays, examineront par habitude seulement pour un numéro limité de ces maladies. Par exemple, dans le système de santé national espagnol, quelques régions détermineront 23 troubles métaboliques dans les nouveaux-nés alors que d'autres examineront seulement pour deux d'entre eux. La prévalence de la maladie et le fardeau économique potentiel sont pour cette raison souvent des facteurs limitatifs pour l'examen critique courant.

L'analyse de Metabolomic de l'urine des bébés employant la spectroscopie RMN a le potentiel de recenser une Commission étendue des maladies d'une façon robuste, efficace, et économiquement viable.

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Pouvez-vous nous dire davantage au sujet de votre projet en cours de recherche ?

L'objectif de notre étude était d'obtenir une cohorte des échantillons provenant des nouveaux-nés et de les analyser par la spectroscopie RMN pour gagner l'analyse dans une approche alternative possible pour le dépistage des metabolopathies. À cet effet, nous avons analysé 500 échantillons provenant de quatre hôpitaux différents dans la région Basque de l'Espagne utilisant RMN. Quelques échantillons ont été également évalués utilisant la spectroscopie RMN de corrélation totale bidimensionnelle. Ceci prend 30 mn et est extrêmement utile pour recenser et confirmer l'identité de différentes métabolites. Pour mesurer les métabolites actuelles, nous avons utilisé l'outil de quantification d'IVDr automatisé par Bruker.

Des concentrations normales, nous avons dérivé les modèles métaboliques pour les erreurs congénitales du métabolisme qui ont couvert deux scénarios différents. Nous avons recherché des valeurs anormales de concentration des métabolites normalement actuelles en urine et avons aussi évalué la présence des 100 métabolites plus encore qui ne devraient pas être dans un échantillon d'urine normal mais pouvons apparaître s'il y a une erreur innée de métabolisme.

Avant l'analyse, nous avons dû confirmer que l'origine des échantillons n'a eu aucun choc sur la signification statistique des caractéristiques. Il n'était pas possible de distinguer entre les spectres obtenus pour les échantillons provenant des quatre hôpitaux différents, qui supporte la qualité des échantillons. Par exemple, ils n'avaient pas été dégradation contaminée ou subie.

Les différences spectrales, cependant, étaient dues observé aux différences dans les caractéristiques matérielles des nouveaux-nés desquels les échantillons ont été rassemblés. Nous pourrions distinguer par le genre (et ceci est déjà bien établi), qui est normal et acceptable car nous ne soupçonnons pas que le genre soit un facteur qui a très un à haute impression sur le métabolisme. Nous pouvions également distinguer par âge et grammage au moment du ramassage, et même le type de régime de la mère. Ces effets sont prévus, et de tels facteurs déjà sont type comportés aux méthodologies d'étude. Les différences sont en poids cependant en particulier une caractéristique intéressante parce qu'on a affirmé que le grammage anormal à la naissance est un facteur de risque pour avoir quelques metabolopathies. En effet, c'est un autre domaine de recherche que nous poursuivons activement actuel.

Basé sur les métabolites recensées en urine par RMN, il y a les jusqu'à 75 maladies qui pourraient être diagnostiquées par l'examen critique nouveau-né d'urine. Pendant cette étude, nous avons recensé deux cas avec une anomalie métabolique. On était un cas de ketosis temporaire, que nous avons recensé par des hauts niveaux de 3 acide hydroxybutric, acétone, et acide acétylacétique. L'autre, d'une manière primordiale, était un cas du trimethylaminuria prématuré, qui est intrinsèquement lié anormalement à un de haut niveau de la triméthylamine.

La méthodologie RMN optimisée d'examen critique, que nous récent publiés, maintenant est introduit pour trouver des erreurs héritées de métabolisme dans les nouveaux-nés en collaboration avec les hôpitaux et d'un groupe de scientifiques.

La sensibilité et spécificité de ce haut de technique asse'est-elle pour assurer les maladies ne sont pas donnés sur ?

La sensibilité est éventuel liée à la possibilité de trouver la métabolite en spectre d'analyse d'urine. Pour RMN, la métabolite doit s'accumuler au moins aux concentrations micromolar afin de pour être trouvée. Cependant, en termes de troubles métaboliques, ceci ne limite pas très parce que la plupart des maladies vont produire très un grand nombre de métabolite dans le phénotype et pour cette raison, elles devrait être détectable.

Quant à la spécificité, en principe toutes les maladies sont croix validée. C'est-à-dire que dans notre protocole analytique nous généralement ne comptons pas sur une métabolite unique afin de diagnostiquer une maladie spécifique. Il y a naturellement des exceptions pour certains cas où la maladie est définie comme valeur anormale d'une métabolite unique. En principe, nous sommes tout à fait confiants que nous pouvons distinguer entre les différentes maladies que nous avons indiquées en tant qu'étant à portée de l'examen critique.

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Est-il susceptible que le nombre de maladies détectables dans les échantillons d'urine augmentera à l'avenir ?

Oui, nous comptons que le nombre de maladies que nous pouvons examiner pour l'analyse metabolomic RMN traversante de l'urine devrait augmenter. La raison de ceci est que les spectres rmn obtenus à partir des échantillons d'urine contiennent beaucoup plus d'information que nous analysent actuel. Elle est pour cette raison vraisemblablement qu'il y a quelques autres métabolites actuelles dans l'urine qui sont associées aux différentes maladies. À l'avenir, nous devrions pouvoir associer ces maladies au spectre d'urine et pour cette raison ajouter davantage de valeur analytique à la méthodologie courante.

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Y a-t-il d'autres projets dans votre laboratoire employant le metabolomics RMN ?

Indépendamment de l'examen critique nouveau-né, nous avons également plusieurs autres projets actifs en cours dans le laboratoire. Nous essayons d'obtenir une définition métabolique pour le syndrome métabolique, qui a une symptomatologie complexe comprenant le dysfonctionnement métabolique, le dysfonctionnement de foie, et le diabète. Nous analysons un très grand nombre de personnes (plus de 13.000) afin de définir la signature exacte de métabolite du syndrome métabolique.

Nous sommes également intéressés au cancer de la prostate. Nous avons accès à une cohorte très de haute qualité comportant presque 800 échantillons provenant des patients présentant une biopsie certifiée. Ces échantillons se sont déjà analysés avec la spectroscopie RMN et nous pourrions trouver les bruits métaboliques provoqués par le cancer de la prostate.

Au sujet de M. Oscar Millet

M. Oscar Millet est le chef de groupe du groupe de médicament et de métabolisme de précision du bioGUNE de CIC. Sa recherche se concentre sur l'utilisation de la résonance magnétique nucléaire (NMR) dans l'étude des protéines et des enzymes biologiquement appropriées, prêtant l'attention particulière à l'information métabolique qui peut être extraite des échantillons biologiques tels que le sérum et l'urine. Il a été attribué le prix de Real Sociedad Española de Química (2004), le prix RMN espagnol de groupe (2005), et la récompense d'innovation du gouvernement Basque (2018). Il est le fondateur scientifique de l'atlas secondaire Pharma moléculaire et est le président du groupe chimique espagnol de biologie.

 

Citations

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    Bruker BioSpin - NMR, EPR and Imaging. (2020, October 13). Metabolomics RMN en tant qu'outil de dépistage nouvel pour des nouveaux-nés (pour la recherche seulement). News-Medical. Retrieved on June 14, 2021 from https://www.news-medical.net/news/20201020/NMR-Metabolomics-as-Novel-Screening-Tool-for-New-borns-(For-Research-Only).aspx.

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    Bruker BioSpin - NMR, EPR and Imaging. 2020. Metabolomics RMN en tant qu'outil de dépistage nouvel pour des nouveaux-nés (pour la recherche seulement). News-Medical, viewed 14 June 2021, https://www.news-medical.net/news/20201020/NMR-Metabolomics-as-Novel-Screening-Tool-for-New-borns-(For-Research-Only).aspx.