APLICACIONES | ENDOCRINOLOGÍA
Endocrinología Metabolómica
Explore los entresijos de la endocrinología y las complejas redes de señalización hormonal mediante la metabolómica. Este enfoque permite comprender mejor las interacciones hormonales y sus efectos fisiológicos.
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Metabolómica en endocrinología
El campo de la endocrinología tiene un profundo impacto en diversas áreas de investigación médica, como la diabetes, la obesidad, la osteoporosis, los trastornos tiroideos y la infertilidad. La endocrinología se encuentra en la intersección de muchos problemas de salud pública, debido al impacto sistémico de las hormonas y su efecto en la homeostasis del organismo. Debido a este impacto, la investigación endocrinológica se enfrenta a numerosos retos, derivados principalmente de la naturaleza intrincada e interconectada de la regulación hormonal en el cuerpo humano. Las metodologías tradicionales empleadas en este campo a menudo implican evaluaciones aisladas de hormonas individuales, que no logran captar las interacciones dinámicas y complejas dentro del sistema endocrino. Además, la variabilidad de los niveles hormonales entre individuos y la influencia de factores externos dificultan la obtención de un conocimiento exhaustivo de los mecanismos moleculares que rigen los procesos endocrinos. Estas limitaciones dificultan el desarrollo de herramientas diagnósticas precisas e intervenciones terapéuticas específicas para los trastornos endocrinos, por lo que es necesario un enfoque más holístico para desentrañar los entresijos de la regulación hormonal.
Endocrinología a través de la metabolómica
La metabolómica ofrece nuevas perspectivas en la investigación endocrinológica. Al analizar exhaustivamente las sustancias bioquímicas presentes en las muestras biológicas, la metabolómica proporciona una instantánea global de la fisiología. Esto permite a los investigadores descubrir cambios sutiles en las vías asociadas a la función endocrina, dilucidando la red de interacciones que rigen la regulación hormonal. Los enfoques metabolómicos facilitan la identificación de biomarcadores indicativos de trastornos endocrinos, nuevas dianas terapéuticas y diagnósticos más precisos. La integración de la metabolómica con otras tecnologías ómicas mejora la capacidad de desentrañar las complejidades de las redes de señalización hormonal, allanando el camino para avances innovadores en la comprensión de las bases moleculares de estos trastornos, lo que se traduce en prácticas clínicas más eficaces.
Descubra información funcional y práctica con la metabolómica
Comprender plenamente el sistema endocrino requiere un medio eficaz para captar y medir las complejas interacciones entre las hormonas y otras moléculas del organismo.Metabolon puede ayudar a los investigadores a caracterizar estas interacciones mediante un análisis exhaustivo de metabolitos y rutas metabólicas.Los investigadores pueden descubrir mecanismos de enfermedades y nuevos biomarcadores utilizando una combinación de paneles de metabolitos globales y específicos.
Entender el metabolismo hormonal
La metabolómica ayuda a estudiar la síntesis, degradación y excreción de hormonas. Proporciona información sobre las vías metabólicas que intervienen en la producción y degradación de las hormonas. Por ejemplo, la metabolómica nos ayuda a comprender cómo se sintetizan las hormonas esteroideas a partir del colesterol y cómo se metabolizan posteriormente, influyendo en funciones biológicas clave.
Storbeck K, Schiffer L, Baranowski ES, et al. Steroid Metabolome Analysis in Disorders of Adrenal Steroid Biosynthesis and Metabolism, Endocr Rev. 2019;40(6):1605-1625. doi:10.1210/er.2018-00262.
Descubrimiento de biomarcadores
La metabolómica permite identificar marcadores metabólicos asociados a trastornos endocrinos. Analizando los perfiles de metabolitos en muestras biológicas (como sangre, orina o tejidos), los investigadores pueden identificar perfiles moleculares específicos que indican la presencia o la progresión de afecciones relacionadas con el sistema endocrino, como la diabetes, los trastornos tiroideos o el síndrome metabólico.La diabetes, por ejemplo, se diagnostica en función de la presencia del metabolito glucosa en la sangre.El análisis metabolómico apunta a otros metabolitos que intervienen en los mecanismos que subyacen a la resistencia a la insulina y la etiología de la enfermedad.
Liu Y, Gan L, Zhao B, et al. Untargeted metabolomic profiling identifies serum metabolites associated with type 2 diabetes in a cross-sectional study of the Alpha-Tocopherol, Beta-Carotene Cancer Prevention (ATBC) Study. Am J Physiol Endocrinol Metab. 2022;324(2):E167-E175. doi:10.1152/ajpendo.00287.2022
Mecanismos de la enfermedad
La metabolómica puede revelar los mecanismos moleculares que subyacen a las enfermedades endocrinas. Al trazar las intrincadas vías e interacciones metabólicas, los investigadores comprenden mejor la progresión de la enfermedad, lo que puede conducir al desarrollo de terapias específicas.En un estudio sobre el síndrome de ovario poliquístico (SOP), la metabolómica se integró con datos genómicos para revelar los mecanismos de patogénesis de la enfermedad.
Sun S, Jiao M, Han C, et al.Causal Effects of Genetically Determined Metabolites on Risk of Polycystic Ovary Syndrome: A Mendelian Randomization Study. Front Endocrinol. 2020;11:621. doi: 10.3389/fendo.2020.00621
"La metabolómica requiere un uso equilibrado de los últimos avances en diseño de estudios, análisis químico, bioestadística y bioinformática para ofrecer respuestas significativas a las preguntas actuales en la investigación de enfermedades humanas. En la actualidad, esta tecnología se emplea con frecuencia para el descubrimiento de biomarcadores y para dilucidar los mecanismos subyacentes a las enfermedades relacionadas con el sistema endocrino."
Tokarz J, Haid M, Cecil A, et al.
Endocrinology Meets Metabolomics: Achievements, Pitfalls, and Challenges. Trends Endocrinol Metab. 2017;28(10):705-721. doi: 10.1016/j.tem.2017.07.001
Aplicaciones de la metabolómica a la investigación endocrinológica
Comprensión de la síntesis hormonal
Comprensión del metabolismo hormonal
Descubrimiento de biomarcadores
Caracterizar la progresión de la enfermedad
Revelar los mecanismos moleculares de las enfermedades
Descubrimiento y desarrollo de fármacos
Investigación en medicina de precisión
Identificar asociaciones genoma-metabolito
Investigación sobre el diagnóstico de enfermedades
Comprensión de la síntesis hormonal
Comprensión del metabolismo hormonal
Descubrimiento de biomarcadores
Caracterizar la progresión de la enfermedad
Revelar los mecanismos moleculares de las enfermedades
Descubrimiento y desarrollo de fármacos
Investigación en medicina personalizada
Identificar asociaciones genoma-metabolito
Investigación sobre el diagnóstico de enfermedades
ESTUDIO DE CASO
Desentrañando los impactos metabólicos de la diabetes tipo 2 con el análisis metabolómico de una gran cohorte de base poblacional
El sistema endocrino desempeña un papel fundamental en la regulación del metabolismo y se ve muy afectado por la diabetes, un trastorno metabólico crónico caracterizado por una producción insuficiente de insulina, resistencia a la insulina o ambas cosas. Con dos subtipos (diabetes de tipo 1 y diabetes de tipo 2), la diabetes es una enfermedad compleja y fenotípicamente heterogénea, y aún no tenemos una imagen completa de los metabolitos y las vías metabólicas que se ven afectados por esta enfermedad. La diabetes de tipo 2 (T2D) afecta a la gran mayoría de los individuos diabéticos y puede estar causada por factores relacionados con el estilo de vida, enfermedades hormonales y componentes genéticos. Esta compleja etiología sugiere que la metabolómica, gracias a su capacidad para elaborar perfiles de cientos a miles de metabolitos a partir de una sola muestra, puede ayudar a los investigadores a dilucidar las repercusiones metabólicas y endocrinas de esta enfermedad. Sin embargo, la mayoría de los estudios han utilizado métodos que sólo miden unos cientos de metabolitos. Las técnicas de análisis que miden un conjunto más amplio de metabolitos son necesarias para identificar nuevas asociaciones enfermedad-metabolito y avanzar en el descubrimiento y desarrollo de fármacos.
Figura 1. Diagrama de Manhattan para asociaciones significativas entre 74 metabolitos séricos y la DMT2. Ocho clases de metabolitos se muestran en diferentes colores (véase la leyenda). Línea discontinua roja = umbral de significación corregido por Bonferroni.
Yuzhao Liu, Lu Gan, Bin Zhao. et al. Untargeted metabolomic profiling identifies serum metabolites associated with type 2 diabetes in a cross-sectional study of the Alpha-Tocopherol, Beta-Carotene Cancer Prevention (ATBC) Study. Am J Physiol Endocrinol Metab 324: E167-E175, 2023. https://doi.org/10.1152/ajpendo.00287.2022
Publicaciones y citas sobre endocrinología
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