Analiza metabolomică

Metabolomica este o ramură a biologiei moleculare care se ocupă cu studiul metaboliților din organism, adică a produșilor finali ai metabolismului celular. Astfel, prin intermediul metabolomicii, se poate afla ce se întâmplă cu metabolismul unei celule sau al unui organism în anumite condiții.
Sunt utilizate tehnici de analiză chimică (cel mai frecvent cromatografia și spectrometria de masă) pentru a măsura cantitățile și tipurile de metaboliți prezenți în diverse țesuturi și fluide corporale (sânge, urină, LCR). Acești metaboliți pot include substanțe chimice precum aminoacizii, grăsimile, zaharurile și acizii grași.

Prin intermediul acestor analize, cercetătorii pot înțelege mai bine modul în care metabolismul influențează diverse procese biologice, cum ar fi creșterea, dezvoltarea, boala și îmbătrânirea.

Metabolomica se poate utiliza pentru a identifica markeri pentru diverse afecțiuni sau pentru a monitoriza efectele unui tratament asupra organismului. De exemplu, se poate analiza profilul metabolic al unui pacient cu o anumită boală pentru a înțelege mai bine mecanismele care stau la baza afecțiunii și pentru a găsi tratamente mai eficiente.

Metabolomica poate fi utilizată pentru a studia diverse aspecte ale biologiei și sănătății, cum ar fi:

• Efectele tratamentelor medicale și ale medicamentelor asupra metabolismului
• Rolul metabolismului în diferite boli și afecțiuni, cum ar fi diabetul, bolile cardiovasculare și cancerul
  
• Cum metabolismul poate fi influențat de factori precum dieta, stilul de viață și mediu
  
• Cum metabolismul poate varia în diferite etape ale vieții sau în diferite tipuri de țesuturi
  
• Cum metabolismul poate fi influențat de schimbările genetice

Biomarkerii utilizați în metabolomică:

• 1. Biomarkeri ai funcțiilor metabolice: Acest tip de biomarkeri măsoară nivelurile unor metaboliți care sunt implicați în diferite procese metabolice, cum ar fi sinteza de proteine, metabolismul grăsimilor sau producția de energie.
• 2. Biomarkeri ai stării de sănătate: Acest tip de biomarkeri măsoară nivelurile unor metaboliți care sunt modificați în cazul în care o persoană suferă de o anumită boală sau afecțiune. De exemplu, nivelurile anumitor aminoacizi sau acizi grași pot fi modificate în cazul unor boli precum diabetul sau bolile cardiovasculare.
• 3. Biomarkeri de expunere la substanțe chimice: Acest tip de biomarkeri măsoară nivelurile unor metaboliți care sunt rezultatul expunerii la anumite substanțe chimice, cum ar fi medicamentele sau poluanții din mediu.
• 4. Biomarkeri de stres: Acest tip de biomarkeri măsoară nivelurile unor metaboliți care sunt modificați în cazul în care o persoană suferă de stres sau în cazul în care organismul este supus unor condiții de stres, cum ar fi exercitiul fizic sau schimbările hormonale.
  

De obicei, cercetătorii analizează un set mai mare de biomarkeri pentru a obține o imagine mai completă a stării de sănătate a unei persoane.

Câteva exemple de afectiuni în care metabolomica a jucat un rol important în cercetare:

• 1. Bolile metabolice (diabetul zaharat și obezitatea)
• 2. Bolile cardiovasculare
• 3. Cancerul
• 4. Afecțiunile neurodegenerative (boala Alzheimer)
• 5. Afecțiunile inflamatorii (artrita reumatoidă)
• 6. Afecțiunile hepatică (ciroza)
• 7. Afecțiunile pulmonare (astmul)
• 8. Afecțiunile renale (insuficiența renală cronică)

Câteva exemple de studii care au folosit metabolomica:

1. O analiză a metabolismului sângelui a arătat că persoanele cu diabet zaharat tip 2 au o diferență semnificativă în profilul metabolic al sângelui comparativ cu persoanele sănătoase. Aceasta a permis cercetătorilor să identifice anumiți metaboliți care sunt asociați cu diabetul și să înțeleagă mai bine modul în care metabolismul poate contribui la această boală. (Fu et al., 2010)
2. Un alt studiu a utilizat metabolomica pentru a analiza modul în care dieta poate influența metabolismul. Cercetătorii au comparat profilul metabolic al persoanelor care consumau o dietă bogată în grăsimi cu profilul metabolic al persoanelor care consumau o dietă bogată în proteine. Au descoperit că dieta bogată în grăsimi avea un efect semnificativ asupra metabolismului, în timp ce dieta bogată în proteine nu a avut un astfel de efect. (Ventura et al., 2013)
3. Un alt studiu a utilizat metabolomica pentru a analiza modul în care expunerea la poluarea aerului poate afecta metabolismul. Cercetătorii au descoperit că persoanele care trăiau în zone cu niveluri ridicate de poluare a aerului aveau o diferență semnificativă în profilul metabolic al sângelui comparativ cu persoanele care trăiau în zone cu niveluri mai scăzute de poluare a aerului. (Guo et al., 2015)