Pesquisa em metabolômica

Aplicações de metabolômica

A metabolômica, com suas amplas aplicações, influencia significativamente a pesquisa farmacêutica ao identificar biomarcadores de doenças e avaliar a toxicidade da medicina personalizada. Na integração da genômica funcional, ela desempenha um papel fundamental na previsão da função do gene ao estudar as interações entre o genoma, o transcriptoma, o proteoma e o metaboloma. A mineração microbiana se beneficia das informações metabolômicas para otimização aprimorada da cepa, enquanto a metabolômica de plantas promove a biotecnologia agrícola por meio do estudo de metabólitos de plantas. A pesquisa ambiental emprega a metabolômica para testar os efeitos dos poluentes e otimizar a produção de biocombustíveis, enquanto a pesquisa nutricional utiliza a metabolômica para avaliar os níveis de nutrição e garantir a segurança dos alimentos. 

Entendendo os metabólitos e o metaboloma

A interação de metabólitos dentro de um sistema biológico é denominada metaboloma. O metaboloma é o conjunto completo de metabólitos em um organismo ou amostra biológica. Metabólitos são compostos de baixo peso molecular, geralmente inferior a 1,5 KDa, que são os intermediários ou produtos de vias biossintéticas/catabólicas. Alguns exemplos incluem aminoácidos, nucleotídeos, carboidratos e lipídios, que muitas vezes são estudados separadamente na pesquisa em lipidômica. Os metabólitos primários são endógenos e estão diretamente envolvidos no crescimento, desenvolvimento e reprodução normais. Os metabólitos secundários são exógenos e não estão envolvidos nestes processos, mas têm funções ecológicas importantes.

Vias metabolômicas e técnicas analíticas

As vias metabolômicas são investigadas utilizando metabólitos, enzimas, ferramentas de separação, além de análise e marcação de metabólitos. Duas técnicas comuns de determinação do perfil metabolômico são análises metabolômicas direcionada e não direcionada. A análise direcionada quantifica metabólitos específicos conhecidos, enquanto a análise não direcionada fornece o perfil metabólico global para metabólitos conhecidos e desconhecidos. A impressão digital metabólica é uma rápida análise global de metabólitos em uma amostra sem o objetivo de identificar especificamente cada metabólito.

Fluxo de trabalho metabolômico e métodos analíticos

Um fluxo de trabalho metabolômico envolve uma abordagem integrada de preparo, padronização, calibração de amostras, métodos de separação, detecção de metabólitos e análise de dados. Os tipos de amostra comum incluem plasma, urina, saliva, tecido e células. Os métodos de separação, como a cromatografia gasosa (GC), a cromatografia líquida de alto desempenho (HPLC) ou a eletroforese capilar (CE), são combinados com métodos de detecção, como a espectrometria de massa (MS). As técnicas analíticas comumente usadas na detecção de metabólitos incluem MS, ressonância magnética nuclear (RMN), espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FT-IR) e espectroscopia Raman. Ferramentas e softwares sofisticados são necessários para a análise de dados metabolômicos, garantindo a identificação e a quantificação rigorosas dos compostos e a interpretação precisa dos dados.