PLASMA METABOLOME PROFILING OF THE KAZAKHS
Authors: A. Abilmazhinova , U. Kozhamkulov , L. Joseph , A. Akilzhanova 
Published: November 2024

Introduction: The determination of metabotype variations can be used to predict disease risk and diagnosis, understand molecular pathophysiology, interpret the understanding of environmental and lifestyle influences, develop and evaluate drug efficacy, toxicity, and adverse reactions. Aim: In this study metabolic differences among adults living in Kazakhstan are assessed to identify and characterize the metabolic profiles and profiles of clinical biomarkers. Materials and Methods: Observational trans-sectional study of healthy Kazakhs. To perform the tasks, metabolom study of plasma was conducted among 74 Kazakh nationality study participants. The study was carried out on a platform based on tandem technology of ultra-high liquid chromatography and mass spectroscopy (Ultrahigh Performance Liquid Chromatography-Tandem Mass Spectroscopy (UPLC-MS / MS)). The determination of the level of biochemical indices in blood serum was performed on a biochemical analyzer Cobas 6000, Roche Diagnostics. The necessary logarithmic transformation and ANOVA variance analysis, a two-sample Welch t-test, were performed to determine the bio-compounds that differed significantly between the experimental groups. Results: The study was conducted to gain an understanding of the metabolic changes that occur in young adults and adults over 45 years. As a result of 74 participants, 853 different biochemical indicators of the main pathways for the metabolism of amino acids, pethids, nucleotides, carbohydrates, cofactors and vitamins, xenobiotics, lipid and energy metabolism were identified. Conclusion: The changes in several known metabolites and various prospective metabolic pathways in the group older than 45 years are found compared to a group of young people. Metabolic differences included changes in metabolites associated with the metabolism of fatty acids, steroidogenesis (steroid hormone biosynthesis), secondary carnitine metabolism, inflammation and oxidative stress.

Введение: Определение вариаций различных метаболитов может применяться для прогнозирования риска заболевания и диагностики, понимания молекулярной патофизиологии, при интерпретации понимания влияния окружающей среды и образа жизни, а также при разработке и оценке эффективности лекарственных препаратов, токсичности и побочных реакций. Цель: В данной работе проведена оценка метаболических различий среди взрослого населения, проживающего на территории Казахстана для выявления и характеристики метаболических профилей и биомаркеров. Материалы и методы: Одномоментное транс-секционное исследование практически здоровых казахов. Для выполнения задач проводилось исследование метаболома плазмы крови у 74 участников исследования казахской национальности. Исследование проводилось на платформе по тандемной технологии сверхвысокой жидкостной хроматографии и масс-спектроскопия (Ultrahigh Performance Liquid Chromatography-Tandem Mass Spectroscopy (UPLC-MS/MS)). Проведено необходимое логарифмическое преобразование и ANOVA дисперсионный анализ, двухвыборочный t-test Уэлча для определения биосоединений, которые отличались значительно между экспериментальными группами. Результаты: Исследование было проведено с целью получить представление о метаболических изменениях, которые происходят у молодых и взрослых лиц старше 45 лет. В результате метаболомного анализа 74 участников исследования определено 853 различных биохимических показателя основных путей метаболизма аминокислот, пептидов, нуклеотидов, углеводов, кофакторов и витаминов, ксенобиотиков, липидного и энергетического обмена. Выводы: Обнаружены изменения нескольких известных метаболитов и метаболических путей у группы старше 45 лет по сравнению с группой молодых лиц. Метаболические различия включали изменения метаболитов, связанных с обменом жирных кислот, стероидогенезом (биосинтез стероидных гормонов), с процессами воспаления и оксидативного стресса.

Кіріспе: Әртүрлі метаболиттердін вариациясын анықтау әдісін ауру қауіп-қатерін болжау және диагноз қою кезде, молекулярлықпатофизиологияны түсіну үшін, қоршаған орта және өмір салтының ықпалын талдаған кезде, сонымен қатар дәрілік препараттарды зерттеу кезде тиімділігін, улылығын, қосымша реакцияларды бағалау үшін қолдануға болады. Мақсаты: Осы жобада метаболиттік профильдері және биомаркердерді анықтау және сипаттау мақсатында Қазақстан территориясында тұратын ересек адамдар арасындағы метаболиттік айырмашылық бағалау орындалды. Материалдар мен Әдістер: Зерттеу дизайны: Қазақ адамдарынбір сәтті транс-секционды бақылау. Мақсатты орындау үшін зерттеуге қатысқан 74 қазақ ұлттың өкілдерден қан плазмның метаболомға зертеу жүргізілді.Зерттеу шамадан тыс жоғары сұйық хроматография және масс-спектроскопияның(Ultrahigh Performance Liquid Chromatography-Tandem Mass Spectroscopy (UPLC-MS/MS)) тандемді технологиясы бойынша платформада өткізілді. Тәжірибелік топтарарасында айтарлықтай ерекшеленген биологиялық қосылыстарды анықтау үшін қажетті логарифмдік түрлендірулер және ANOVA дисперстік талдауы, екі таңдаулы Уэлс t-тесті өткізілді. Нәтижелері: Зерттеу жас және45 жастан жоғары ересек адамдарда өтетін метаболиттік өзгерістер туралы түсінік алу мақсатында өткізілді. 74 зерттеуге қатысушыларды метаболомдық талдау нәтижесінде аминқышқылдар, пептидтер, нуклеотидтер, көмірсулар, кофакторлар мен дәрумендер, ксенобиотиктер, липидтік және энергиялық алмасу бойынша негізгіметаболизм жолдарының 853 түрлі биохимиялық көрсеткіштері анықталды. Қорытынды: 45 жастан жоғары адамдар тобында жас адамдар тобымен салыстырғанда бірнеше белгілі метаболиттер мен метаболиттік жолдарда өзгерістер анықталды. Метаболиттік айырмашылықтарға май қышқылдары алмасуымен, стероидогенезбен (стероидты гормондардың биосинтезі), қабыну үрдістері мен оксидативті стресспен байланысты өзгерістер кірді.