Aviso: Esta página é uma tradução automática da página original em inglês. Por favor note uma vez que as traduções são geradas por máquinas, não tradução tudo será perfeita. Este site e suas páginas da Web destinam-se a ler em inglês. Qualquer tradução deste site e suas páginas da Web pode ser imprecisas e imprecisos no todo ou em parte. Esta tradução é fornecida como uma conveniência.

Metabolomics NMR como a ferramenta nova da selecção para neonatos (para a pesquisa somente)

Thought LeadersDr.Oscar MilletPrincipal InvestigatorPrecision Medicine And Metabolism Lab

Nesta entrevista, o Dr. Oscar Painço, líder do grupo do grupo da medicina e do metabolismo da precisão do bioGUNE do CIC, falou à notícia médica sobre sua pesquisa no uso da análise metabolomic (NMR) magnética nuclear da espectroscopia da ressonância como uma ferramenta clínica da selecção. Sua equipe usou NMR para seleccionar neonatos do formulário das amostras de urina para desordens metabólicas congenitais.

Que são metabolomics e como podem ele ser usados como uma ferramenta da selecção?

Metabolomics é um estudo sistemático de todos os metabolitos em um tecido celular ou bio-fluido. Suspeita-se que mais de 30.000 metabolitos estam presente na pilha humana e alguns deles podem ser detectados usar a espectroscopia NMR.

Estes metabolitos são as carcaças e os produtos dos vários caminhos bioquímicos que ocorrem no corpo. Se um destes caminhos não está funcionando correctamente, por exemplo, porque uma enzima não está trabalhando eficazmente, determinados metabolitos acumularão. Conseqüentemente, a quantificação dos metabolitos actuais em uma amostra pode destacar se um caminho metabólico está trabalhando eficientemente. Uma comparação das concentrações de metabolitos torna possível discriminar entre estados saudáveis e doentes.

Crédito de imagem: Shutterstock/Joyseulay

Por que você escolheu especificamente NMR como a ferramenta analítica para sua pesquisa?

Diversas técnicas analíticas podem ser aplicadas para o estudo metabolomic. A técnica pioneira era a espectrometria em massa, que pode medir muitos metabolitos mas tem limitações em termos de sua quantificação. NMR, embora tão sensível quanto a espectroscopia em massa, permite a quantificação absoluta do presente dos metabolitos e oferece muitas vantagens adicionais que lhe fazem uma tecnologia preferida para avaliações metabolomic.

A espectroscopia NMR é uma técnica não-destrutiva que possa ser aplicada aos tecidos intactos assim como aos biofluids. A preparação mínima da amostra é exigida, e a análise automatizada pode prontamente ser conduzida permitindo que os resultados sejam obtidos ràpida; o todo o processo pode ser terminado dentro de 45 minutos. Importante, os dados obtidos são altamente reprodutíveis quando os procedimentos de funcionamento padrão são seguidos correctamente.

A fim assegurar nós obtemos bons resultados, o laboratório no bioGUNE do CIC temos dois espectrómetros diferentes de Bruker Avance IVDr devotados completamente à análise metabolomic das amostras: um para amostras do soro e um para amostras de urina. Cada um dos espectrómetros é equipado com um cambiador de refrigeração SampleJet da amostra e um robô automatizado SampleProTube para preparar igualmente as amostras. Há igualmente uma série dos programas devotados ao metabolomics que nós usamos para a análise estatística.

Por que é a selecção recém-nascida tão importante?

Acredita-se actualmente que aproximadamente entre um em 800 e em um em 2.500 neonates estará afectado por uma desordem metabólica congenital. Há um grupo inteiro de desordens que resultam da incapacidade em uma das enzimas chaves, que interrompe subseqüentemente o funcionamento do caminho metabólico correspondente. Estas desordens serão aparentes a nível metabólico muito rapidamente e apresentarão clìnica dentro das horas, dos dias, ou dos meses. Tais doenças podem prontamente ser tratadas diagnosticadas uma vez.

A coisa a mais importante é que aqueles metabolopathies devem ser detectados a fim ser tratado. O tratamento significará frequentemente que alguma limitação dietética está exigida, mas indetectado e não tratado estas desordens metabólicas podem conduzir à falha irreversível do órgão ou sintomatologia severa ou mesmo a morte do recém-nascido.

Embora as mudanças metabólicas sejam fáceis de detectar, selecionar para elas é caro porque as técnicas actualmente aprovadas exigem uma detecção independente para cada um metabolopathy. Os países diferentes, e as regiões diferentes dentro dos países, rotineiramente seleccionarão somente para um número limitado daquelas doenças. Por exemplo, dentro do sistema nacional espanhol da saúde, algumas regiões testarão para 23 desordens metabólicas nos neonatos visto que outro seleccionarão somente para dois deles. A predominância da doença e a carga econômica potencial são conseqüentemente factores frequentemente de limitação para a selecção rotineira.

A análise de Metabolomic da urina dos bebês que usam a espectroscopia NMR tem o potencial identificar um painel prolongado das doenças em uma maneira robusta, eficiente, e economicamente viável.

Crédito de imagem: Shutterstock/Lolostock

Pode você dizer-nos mais sobre seu projecto de investigação actual?

O objetivo de nosso estudo era obter uma coorte das amostras dos neonatos e analisá-los pela espectroscopia NMR para ganhar a introspecção em um método alternativo possível para a detecção de metabolopathies. Com tal fim, nós analisamos 500 amostras de quatro hospitais diferentes na região Basque de Espanha usando-se NMR. Algumas amostras foram avaliadas igualmente usando a espectroscopia NMR da correlação total bidimensional. Isto toma 30 minutos e é extremamente útil para identificar e confirmar a identidade de metabolitos diferentes. Para determinar os metabolitos actuais, nós usamos a ferramenta automatizada Bruker da quantificação de IVDr.

Das concentrações normalizadas, nós derivamos modelos metabólicos para os erros inatos do metabolismo que cobriram duas encenações diferentes. Nós procuramos valores anormais da concentração dos metabolitos normalmente actuais na urina e também avaliamos a presença de uns 100 metabolitos mais adicionais que não devessem estar em uma amostra de urina normal mas podemos aparecer se há um erro em-nascido do metabolismo.

Antes da análise, nós tivemos que confirmar que a origem das amostras não teve nenhum impacto no significado estatístico dos dados. Não era possível discriminar entre os espectros obtidos para as amostras dos quatro hospitais diferentes, que apoia a qualidade das amostras. Por exemplo, não tinham sido contaminados ou degradação submetida.

As diferenças espectrais, contudo, eram observado devido às diferenças nas características físicas dos neonatos de quem as amostras foram recolhidas. Nós poderíamos discriminar pelo género (e por este é já bem conhecido), que é normal e aceitável porque nós não suspeitamos que o género é um factor que tenha um muito de alto impacto no metabolismo. Nós podíamos igualmente discriminar pela idade e pelo peso na altura da coleção, e mesmo pelo tipo de dieta da matriz. Estes efeitos são esperados, e tais factores já são incorporados tipicamente em metodologias do estudo. As diferenças por peso são embora uma característica particularmente interessante porque se indicou que o peso anormal no nascimento é um factor de risco para ter alguns metabolopathies. Certamente, esta é uma outra área de pesquisa que nós estejamos levando a cabo activamente actualmente.

Baseado nos metabolitos identificados na urina por NMR, há até 75 doenças que poderiam ser diagnosticadas através da selecção recém-nascida da urina. Durante este estudo, nós identificamos dois casos com uma anomalia metabólica. Um era um exemplo do ketosis provisório, que nós identificássemos através dos níveis elevados de 3 ácido hydroxybutric, acetona, e ácido acetilacético. O outro, mais importante, era um exemplo do trimethylaminuria prematuro, que é relacionado intrìnseca a um anormalmente de nível elevado do trimethylamine.

A metodologia NMR aperfeiçoada da selecção, que nós publicamos recentemente, estamos sendo introduzidos agora detectando erros herdados do metabolismo nos neonatos em colaboração com os hospitais e de um grupo de cientistas.

É a sensibilidade e especificidade desta técnica altamente bastante para assegurar doenças não são negligenciados?

A sensibilidade é relacionada finalmente à possibilidade de detectar o metabolito no espectro da análise de urina. Para NMR, o metabolito precisa de acumular pelo menos às concentrações micromolar a fim ser detectado. Contudo, em termos das desordens metabólicas, isto não está limitando muito porque a maioria das doenças estão indo produzir muito grandes quantidades do metabolito no fenótipo e conseqüentemente, elas deve ser detectável.

Quanto para à especificidade, em princípio todas as doenças são cruz validada. Aquele é dizer que em nosso protocolo analítico nós geralmente não confiamos em um único metabolito a fim diagnosticar uma doença específica. Há naturalmente os casos das exceções com certeza onde a doença é definida como um valor anormal de um único metabolito. Em princípio, nós estamos bastante seguros que nós podemos discriminar entre as doenças diferentes que nós alistamos como sendo no âmbito da selecção.

Crédito de imagem: Shutterstock/Shidlovski

É provável que o número de doenças detectáveis em amostras de urina expandirá no futuro?

Sim, nós esperamos que o número de doenças que nós podemos seleccionar para a análise metabolomic NMR directa da urina deve expandir. A razão para esta é que os espectros NMR obtidos das amostras de urina contêm muito mais informação do que nós está analisando actualmente. É conseqüentemente provavelmente que há alguns metabolitos mais adicionais actuais na urina que são associados com as doenças diferentes. No futuro, nós devemos poder associar estas doenças ao espectro da urina e conseqüentemente adicionar um valor analítico mais adicional à metodologia corrente.

Crédito de imagem: Shutterstock/estúdio de África

Há outros projectos em seu laboratório usando o metabolomics NMR?

Independentemente da selecção recém-nascida, nós igualmente temos diversos outros projectos activos em curso no laboratório. Nós estamos tentando obter uma definição metabólica para a síndrome metabólica, que tem uma sintomatologia complexa incluir a deficiência orgânica metabólica, a deficiência orgânica do fígado, e o diabetes. Nós estamos analisando um número muito grande de indivíduos (mais de 13.000) a fim definir a assinatura exacta do metabolito da síndrome metabólica.

Nós somos interessados igualmente no cancro da próstata. Nós temos o acesso a uma coorte da qualidade muito elevada que compreende quase 800 amostras dos pacientes com uma biópsia certificada. Estas amostras têm sido analisadas já com espectroscopia NMR e nós poderíamos detectar os distúrbios metabólicos causados pelo cancro da próstata.

Sobre o Dr. Oscar Painço

O Dr. Oscar Painço é o líder do grupo do grupo da medicina e do metabolismo da precisão do bioGUNE do CIC. Sua pesquisa centra-se sobre o uso da ressonância magnética nuclear (NMR) no estudo de proteínas e de enzimas biològica relevantes, pagando a atenção especial à informação metabólica que pode ser extraída das amostras biológicas tais como o soro e a urina. Foi concedido o prêmio de Real Sociedad Española de Química (2004), o prêmio NMR espanhol do grupo (2005), e a concessão da inovação do governo Basque (2018). É o fundador científico do atlas Pharma molecular do derivado e é o presidente do grupo químico espanhol da biologia.

 

Citations

Please use one of the following formats to cite this article in your essay, paper or report:

  • APA

    Bruker BioSpin - NMR, EPR and Imaging. (2020, October 13). Metabolomics NMR como a ferramenta nova da selecção para neonatos (para a pesquisa somente). News-Medical. Retrieved on June 21, 2021 from https://www.news-medical.net/news/20201020/NMR-Metabolomics-as-Novel-Screening-Tool-for-New-borns-(For-Research-Only).aspx.

  • MLA

    Bruker BioSpin - NMR, EPR and Imaging. "Metabolomics NMR como a ferramenta nova da selecção para neonatos (para a pesquisa somente)". News-Medical. 21 June 2021. <https://www.news-medical.net/news/20201020/NMR-Metabolomics-as-Novel-Screening-Tool-for-New-borns-(For-Research-Only).aspx>.

  • Chicago

    Bruker BioSpin - NMR, EPR and Imaging. "Metabolomics NMR como a ferramenta nova da selecção para neonatos (para a pesquisa somente)". News-Medical. https://www.news-medical.net/news/20201020/NMR-Metabolomics-as-Novel-Screening-Tool-for-New-borns-(For-Research-Only).aspx. (accessed June 21, 2021).

  • Harvard

    Bruker BioSpin - NMR, EPR and Imaging. 2020. Metabolomics NMR como a ferramenta nova da selecção para neonatos (para a pesquisa somente). News-Medical, viewed 21 June 2021, https://www.news-medical.net/news/20201020/NMR-Metabolomics-as-Novel-Screening-Tool-for-New-borns-(For-Research-Only).aspx.