Medicina de precisión

La medicina de precisión, posible gracias a la metabolómica

Tradicionalmente, la mayoría de las intervenciones médicas siguen el enfoque de "talla única", se han diseñado para un paciente "tipo" y se han codificado en directrices de tratamiento. Tales estrategias pueden tener éxito en algunos individuos, mientras que otros no obtendrán ningún beneficio de ellas. En cambio, la medicina de precisión tiene en cuenta las diferencias en el genoma, el entorno y el estilo de vida de las personas para adaptar la prevención y el tratamiento de las enfermedades. De este modo, se administra la terapia específica más adecuada al paciente adecuado en el momento oportuno, que es el objetivo de la medicina de precisión. Además, se puede caracterizar la capacidad de un paciente para tolerar o responder a una intervención terapéutica (medicinal y nutricional) y utilizar la información para optimizar los efectos de estas intervenciones. A pesar de los continuos avances y de los numerosos casos de éxito, muchos de ellos en el campo de la oncología, se echa en falta una amplia implantación de la medicina de precisión en la práctica.

Los fenotipos de las enfermedades humanas son muy complejos

Para aplicar un enfoque basado en la medicina de precisión, hay que ser capaz de identificar biomarcadores asociados a un fenotipo de enfermedad específico. Descifrar los genomas que subyacen a los fenotipos es una forma de identificar las dianas de las intervenciones. Sin embargo, la existencia de un sorprendente número de variantes genéticas, la penetrancia variable de las variantes genéticas conocidas y las etiologías poligénicas dificultan enormemente la identificación de las anomalías genéticas relevantes. También hay que tener en cuenta la influencia de factores extragenómicos (microbioma, epigenética, medio ambiente y estilo de vida) en los fenotipos.

¿Existe una forma relativamente sencilla de deconvolucionar fenotipos complejos subyacentes a múltiples factores? La metabolómica puede ser la respuesta.

La metabolómica como herramienta para la medicina de precisión

El metaboloma comprende el conjunto completo de pequeñas moléculas (metabolitos) presentes en el organismo. La metabolómica, la tecnología para estudiar el metaboloma, debe considerarse un método de fenotipado de alta resolución, ya que evalúa los metabolitos derivados de todos los procesos fisiológicos, patológicos/endógenos y exógenos que tienen lugar en un organismo. Los metabolitos varían entre la salud y la enfermedad y pueden actuar como biomarcadores de enfermedad y caracterizar la respuesta de un paciente al tratamiento.

Metabolon proporciona herramientas para el estudio exhaustivo del metaboloma y utiliza tecnología metabolómica propia que ha demostrado su eficacia en la detección de errores congénitos del metabolismo y enfermedades raras.

Metabolómica: ideas para una medicina de precisión

Las firmas metabólicas obtenidas a través de la metabolómica global pueden proporcionar biomarcadores predictivos, pronósticos y diagnósticos, ayudar a diseccionar los mecanismos moleculares subyacentes de las enfermedades, estudiar los vínculos entre la microbiota y el organismo huésped, orientar la clasificación de las enfermedades y la estratificación de los pacientes, proporcionar biomarcadores de respuesta a los fármacos, seguridad e interacciones (farmacometabolómica) en los ensayos clínicos. Se espera que la metabolómica ayude a definir un metabotipo para cada genotipo específico, ofreciendo una lectura funcional para las numerosas variantes genéticas de significado desconocido, y proporcione una forma de monitorizar el estado de remisión/recaída en enfermedades crónicas.

Vea cómo Metabolon puede avanzar en su camino hacia los conocimientos preclínicos y clínicos

Paneles metabolómicos para la medicina de precisión

Amino Acids Targeted Panel

Los aminoácidos (AA) son los componentes básicos de los péptidos y las proteínas. Estas pequeñas moléculas regulan las vías metabólicas que intervienen en el mantenimiento celular, el crecimiento, la reproducción y la inmunidad. Los aminoácidos de cadena ramificada desempeñan un papel importante en la construcción del tejido muscular y participan en el aumento de la síntesis de proteínas. Los aminoácidos también intervienen en la señalización celular, la expresión génica y la fosforilación de proteínas. Mantener un equilibrio óptimo de aminoácidos es vital para mantener un equilibrio estable de los procesos fisiológicos.
Amino Acids Targeted Panel
Ensayo de un solo analito de beta-hidroxibutirato

Ensayo de un solo analito de beta-hidroxibutirato

El β-hidroxibutirato (BHB, 3-hidroxibutirato) es un cuerpo cetónico endógeno que se acumula durante periodos de ayuno, restricción calórica y ejercicio prolongado. Se crea a través de un proceso de varios pasos que implica la descomposición de los ácidos grasos en acetil CoA, la conversión en acetoacetato y la reducción a β-hidroxibutirato en el hígado. El BHB es la principal cetona que se encuentra en la sangre y es necesaria para la función cerebral, especialmente cuando no se dispone de glucosa. También proporciona beneficios neuroprotectores, como el alivio del estrés oxidativo y la inhibición de la vía apoptótica en las células.

Bile Acids Targeted Panel

Los ácidos biliares se derivan del colesterol y desempeñan un papel importante en la emulsificación y digestión de los lípidos. Además, su metabolismo está íntimamente relacionado con la microbiota, y se ha demostrado que presentan actividad endocrina y metabólica a través de receptores como FXR y TGR5. El Bile Acids Targeted Panel mide todos los principales ácidos biliares primarios y secundarios de humanos y roedores, así como sus conjugados de glicina y taurina.
Bile Acids Targeted Panel
C4 Single Analyte Assay

C4 Single Analyte Assay

La 7-α-hidroxi-4-colesten-3-ona (C4) es un intermediario en la biosíntesis de los ácidos biliares a partir del colesterol. El precursor del C4 es el 7α-hidroxicolesterol, que se produce a partir del colesterol mediante la enzima hepática 7α-hidroxilasa. La 7-α-hidroxilasa cataliza el paso limitante de la síntesis de ácidos biliares y su actividad está estrechamente regulada por el receptor FXR. La medición del metabolito estable C4, un producto de la siguiente reacción enzimática oxidativa después de la 7-α-hidroxilasa, refleja la síntesis hepática de-novo de ácidos biliares y la activación del receptor FXR. La malabsorción de ácidos biliares se asocia a diversas patologías gastrointestinales (p. ej., síndrome del intestino irritable, enfermedad ileal) y se caracteriza por niveles séricos elevados de C4.

Central Carbons Targeted Panel

El metabolismo central del carbono implica la conversión enzimática de azúcares en precursores metabólicos que se utilizan para generar toda la biomasa de la célula. Los metabolitos de este panel incluyen compuestos clave del ciclo del ácido cítrico que conectan el metabolismo de los hidratos de carbono, las grasas y las proteínas. Además de suministrar precursores metabólicos clave, el metabolismo del carbono central se utiliza para oxidar moléculas de azúcar simple obtenidas de los alimentos para suministrar energía a los sistemas vivos. La medición de los metabolitos del carbono central tiene una gran relevancia industrial, ya que puede permitir la ingeniería de pasos metabólicos seleccionados para optimizar el flujo de carbono hacia precursores de metabolitos de importancia industrial.
Central Carbons Targeted Panel
Panel específico de intolerancia a la glucosa

Panel específico de intolerancia a la glucosa

La intolerancia a la glucosa es un estado prediabético de hiperglucemia que se asocia a la resistencia a la insulina y a un mayor riesgo de patología cardiovascular (Barr, 2007). La afección se produce cuando los niveles de glucosa en sangre permanecen elevados durante un periodo prolongado tras la ingestión oral de glucosa, pero no lo suficientemente altos como para ser diagnosticados como diabetes de tipo 2.

La intolerancia a la glucosa puede evaluarse con una única extracción de sangre en ayunas midiendo un panel de metabolitos seleccionados compuesto por dos ácidos orgánicos pequeños (ácido α-hidroxibutírico [AHB] y ácido 4-metil-2-oxopentanoico [4MOP]), 2 lípidos (ácido oleico y linoleoil glicerofosfocolina [LGPC]), un cuerpo cetónico (ácido β-hidroxibutírico [BHBA]), un aminoácido (serina), una vitamina (ácido pantoténico [vitamina B5]) y glucosa.

Insulin Resistance Targeted Panel

La resistencia a la insulina es un estado fisiopatológico crítico que subyace a varias enfermedades crónicas, como la diabetes de tipo 2, las enfermedades cardiovasculares (ECV), la hipertensión y el síndrome de ovario poliquístico. La resistencia a la insulina se manifiesta cuando la glucosa se acumula en el torrente sanguíneo en lugar de ser absorbida por las células del organismo. Es el resultado de una respuesta disminuida a la hormona insulina en todo el cuerpo, órgano o nivel celular.

Un panel de biomarcadores compuesto por un pequeño ácido orgánico (ácido α-hidroxibutírico [AHB]), 2 lípidos (ácido oleico y linoleoilglicerofosfocolina [LGPC]) e insulina identifica la resistencia a la insulina con una única muestra de sangre en ayunas y puede tener valor como indicador precoz del riesgo de desarrollo de prediabetes y diabetes de tipo 2.

Insulin Resistance Targeted Panel
Metal Analysis Targeted Panel

Metal Analysis Targeted Panel

El panel dirigido de análisis de metales basado en ICP-MS de Metabolonproporciona mediciones precisas de iones metálicos biológicamente importantes en muestras biológicas. Además de los problemas bien establecidos de toxicidad asociados a varios metales, el papel vital que estos iones desempeñan en una variedad de vías biológicas, ya sea catalizando reacciones enzimáticas o estabilizando estructuras proteicas, sigue haciéndose evidente. Íntimamente entrelazados con el proteoma y el metaboloma, los iones metálicos representan una pieza intrínseca vital para la comprensión holística de los fenómenos biológicos que van desde el desarrollo hasta la enfermedad, pasando por el funcionamiento normal. Sin una comprensión del papel de estos metales, no es posible una comprensión completa de los procesos biológicos. El Metal Analysis Targeted Panel mide una variedad de iones metálicos que van desde el nivel macro (ppm) incluyendo Na, K y Ca hasta el nivel micro (ppb) incluyendo Mo, Cu y Ni.

Metabolon en acción

Impacto de la suplementación con probióticos en la baja densidad mineral ósea (DMO)

La metabolómica identificó varios biomarcadores potenciales que relacionan los cambios en la microbiota intestinal con los cambios en el metabolismo óseo de las mujeres que envejecen.

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¿Por qué Metabolon?

Una vez que se ha visto todo el valor de la metabolómica, la única pregunta que queda es: ¿quién lo hace mejor? Aunque muchos laboratorios cuentan con capacidades de perfilado de metabolitos o de química analítica, las tecnologías metabolómicas completas son extremadamente escasas. La identificación precisa e imparcial de metabolitos en todo el metaboloma plantea problemas de relación señal-ruido que muy pocos laboratorios están preparados para afrontar. Además, traducir cantidades masivas de datos en información procesable es lento, si no imposible, para la mayoría, porque una interpretación adecuada requiere dos cosas que escasean: experiencia y una base de datos completa.

Sólo Metabolon dispone de las cuatro funciones básicas de la metabolómica

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Referencias

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