Metabolómica

A metabolómica é o estudo sistemático das impresións químicas únicas deixadas por determinados procesos celulares e, especificamente, o estudo dos perfís dos seus metabolitos de pequenas dimensións. O metaboloma representa a colección de todos os metabolitos nunha célula biolóxica, tecido, órgano ou organismo, e son o produto final de procesos celulares. Por tanto, en tanto que os datos da expresión xénica e da proteómica non revelan unha historia completa do que pasa nunha célula, o perfil metabólico pode xerar unha impresión xeral (ás veces designada "foto polaroide") da fisioloxía desa célula. Un dos desafíos da Bioloxía dos Sistemas e da xenómica funcional é o de integrar a información da proteómica, transcritómica e metabolómica para que se atinxa unha imaxe máis completa dos organismos vivos.
Defínese tamén como o estudo científico dos procesos químicos que integran metabolitos. Orixe
A idea de que os fluídos biolóxicos reflicten a saúde dun individuo existe desde hai moito tempo. Médicos antigos chineses usaban formigas para a avaliación da urina de doentes para detectar se a urina contiña elevados niveis de glicosa e, consecuentemente, para detectar diabetes. Na Idade Media usábanse "gráficos de urina" que reunían varias características tales como cor, sabor e cheiro e as relacionaban con varias condicións médicas que son metabólicas na súa orixe.
Roger Williams introduciu a fins da década de 1940 a noción de que os individuos poden ter un "perfil metabólico" deducíbel a partir das características dos fluídos biolóxicos. Williams usou cromatografía en papel para suxerir que padróns metabólicos característicos na urina e saliva podían ser asociados con doenzas tales como a esquizofrenía. Con todo, só foi a través de avances tecnolóxicos nas décadas de 1960 e 1970 que foi posíbel medir en termos cuantitativos (e non cualitativos) perfís metabólicos. O termo "perfil metabólico" foi introducido por Horning en 1971 despois de que o seu equipo demostrou que a GC-MS (cromatografía gasosa acoplada a espectrometría de masas) podería ser usada para medir compostos presentes na urina e en extractos de tecido. O grupo de Horning en conxunto cos grupos de Linus Pauling e de Arthur Robinson levou ao desenvolvemento de métodos de GC-MS para monitorizar os metabolitos presentes na urina ao longo dos anos setenta.
Concorrentemente, a espectroscopía NMR (inglés para resonancia magnética nuclear), que foi descuberta nos anos 1940, tamén pasou por rápidos avances na tecnoloxía, e polos anos de 1980 era unha técnica xa suficiente sensíbel para identificar metabolitos en mostras biolóxicas non modificadas. A metabolómica baseada en NMR foi sobre todo desenvolvida no laboratorio de Jeremy Nicholson no Birkbeck College, da Universidade de Londres, e máis tarde no Imperial College London. En 1984 Nicholson demostrou que a espectroscopía NMR de 1H encontraba potencial no dianóstico e tratamento da diabetes mellitus, e máis tarde foi pioneiro na aplicación de métodos de recoñecemento de padróns dos datos de espectroscopía NMR.
O 23 de xaneiro de 2007, o proxecto do metaboloma humano, liderado por David Wishart, da Universidade de Alberta (Canadá), completou o primeiro esbozo do metaboloma humano. Este esbozo consistiu nunha base de datos de aproximadamente 2. 500 metabolitos, 1. 200 drogas e 3. 500 compoñentes alimenticios. Proxectos idénticos foron levados a cabo en varias especies de plantas, por exemplo Medicago truncatula e Arabidopsis thaliana. Metabolitos
Os metabolitos son os compostos intermedios e finais do metabolismo. Dentro do contexto da metabolómica, defínese xeralmente un metabolito como calquera molécula de peso molecular inferior a 1 kDa. Existen, con todo, excepcións a esta regra, dependendo da mostra e método de detección usado. Por exemplo, macromoléculas tales como lipoproteínas e albumina son detectadas en estudos metabolómicos do plasma sanguíneo baseados en NMR. En metabolómica vexetal é frecuente o uso dos termos metabolitos "primarios" e "secundarios". Un metabolito primario encóntrase directamente implicado no crecemento normal, no desenvolvemento e na reprodución. Un metabolito secundario, polo contrario, non se encontra directamente implicado neses procesos, pero pode ter unha función ecolóxica moi relevante. Como exemplos de metabolitos secundarios temos os antibióticos e os pigmentos. En contraste, na metabolómica humana é máis común describir os metabolitos como endóxenos (producidos polo organismo) ou exóxenos. Algúns metabolitos, tales como drogas, desígnanse xenometabolitos.
O metaboloma forma unha larga rede de reaccións metabólicas, onde os produtos dunha reacción química enzimática son reaxentes para outras reaccións químicas. Tales sistemas son desginados hiperciclos.