Los trastornos respiratorios son enfermedades que afectan a los pulmones, las vías respiratorias y la respiración. Abarcan desde enfermedades leves, como la gripe, hasta enfermedades potencialmente mortales, como la neumonía y la fibrosis quística (FQ). La enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC), el asma y la fibrosis pulmonar son otros ejemplos de afecciones pulmonares crónicas que pueden afectar significativamente a la calidad de vida. Si no se trata, la enfermedad pulmonar puede producir otras complicaciones de salud y afecciones potencialmente mortales. La gestión de estas afecciones puede mejorarse enormemente utilizando enfoques personalizados para dirigir el tratamiento.
Las enfermedades respiratorias suponen una enorme carga para la sociedad y los sistemas sanitarios de todo el mundo. La Organización Mundial de la Salud (OMS) ha señalado que las cinco principales enfermedades respiratorias representan el 17,4 % de las muertes. El Centro Nacional de Estadísticas Sanitarias estima que más de 25 millones de personas en Estados Unidos padecen asma.1,2
Los trastornos respiratorios son muy variados y siguen vías distintas. Un enfoque limitado no basta para comprender la complejidad de estas enfermedades y desarrollar dianas farmacológicas eficaces. Sin embargo, es necesario conocer mejor los aspectos relacionados con la aparición y la gravedad de las enfermedades respiratorias. El aumento de la incidencia y la complejidad de los trastornos respiratorios exigen un enfoque más integral, multidisciplinar y personalizado para el diagnóstico y el tratamiento de cada paciente.
La tecnología Metabolonofrece un análisis de alta precisión y reproducible del perfil metabolómico de una muestra biológica. La metabolómica permite, de forma única, obtener detalles sobre las alteraciones en las vías o mecanismos bioquímicos fundamentales, así como identificar nuevos procesos bioquímicos. La metabolómica global puede aplicarse a células en cultivo, tejidos de organismos modelo y biopsias de pacientes para descubrir nuevos factores metabólicos que impulsan los procesos biológicos.
Estos hallazgos pueden traducirse en biomarcadores aplicables a las enfermedades respiratorias mediantepaneles específicos de seguimiento. Metabolon puede contribuir al descubrimiento de biomarcadores que faciliten el diagnóstico y el tratamiento de los trastornos respiratorios con mayor sensibilidad, especificidad y precisión.
La metabolómica está ganando adeptos rápidamente en el desarrollo de fármacos, en gran parte debido a su capacidad para descubrir y validar biomarcadores que pueden ayudar a respaldar decisiones clave a lo largo del proceso, desde el descubrimiento hasta los ensayos clínicos.
Metabolon líder del sector en la capacidad de detectar alteraciones metabólicas en todas las vías bioquímicas, incluyendo aminoácidos, hidratos de carbono, lípidos, nucleótidos, metabolismo de la microbiota, energía, cofactores y vitaminas, xenobióticos y metabolitos novedosos. La biblioteca de referencia Metabolonincluye más de 5.400 metabolitos procedentes de diversas fuentes biológicas. Una comprensión exhaustiva de los datos metabolómicos puede aportar información valiosa para el diagnóstico, el pronóstico y la evaluación farmacodinámica de los trastornos respiratorios.
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.
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.
El metabolismo central del carbono consiste en la conversión enzimática de los 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 proporcionar precursores metabólicos clave, el metabolismo central del carbono se utiliza para oxidar moléculas de azúcares simples procedentes de los alimentos con el fin de suministrar energía a los sistemas vivos. La medición de los metabolitos del metabolismo central del carbono tiene una gran relevancia industrial, ya que puede permitir la ingeniería de etapas metabólicas seleccionadas para optimizar el flujo de carbono hacia los precursores de metabolitos de importancia industrial.
Los ácidos grasos desempeñan numerosas funciones fisiológicas importantes en el organismo. No solo son metabolitos clave para el almacenamiento y la producción de energía, sino también los componentes básicos de los lípidos complejos que forman las membranas celulares. Existen diversas formas bioactivas de metabolitos de los ácidos grasos, conocidas como mediadores lipídicos, que actúan como hormonas locales y participan en numerosos sistemas fisiológicos y procesos patológicos.
Los ácidos grasos libres (AGL, ácidos grasos no esterificados, AGNE) constituyen la fracción no ligada del conjunto total de ácidos grasos. La determinación de los AGL en plasma (o suero) reviste importancia clínica, ya que es bien conocida la asociación entre los AGL y numerosas enfermedades (por ejemplo, la resistencia a la insulina o la diabetes tipo 2, la hipertensión y las enfermedades cardiovasculares).
El control diario de los niveles de glucosa es una parte esencial del control de la diabetes. Sin embargo, las pruebas de glucosa en sangre suelen implicar pinchazos en el dedo, un procedimiento invasivo que resulta molesto para algunos pacientes. Por ello, cada vez se hacen más esfuerzos por desarrollar un método no invasivo mediante el autoanálisis de los niveles de glucosa salival, que son dos órdenes de magnitud inferiores a los de la sangre.
La toxicidad urémica es la acumulación de sustancias tóxicas que los riñones no pueden filtrar adecuadamente debido a una lesión o enfermedad renal. Los metabolitos indólicos del triptófano, el metabolito de la tirosina sulfato de p-cresol y el sulfato de 4-etilfenilo constituyen un grupo clave de compuestos urémicos derivados de la microbiota intestinal.
Su formación es el resultado de una compleja interacción entre la dieta, la microbiota intestinal y el huésped. El aumento de la producción de estos compuestos por parte de la microbiota intestinal y la reducción de su eliminación en caso de enfermedad renal pueden provocar toxicidad que afecte a casi todos los sistemas del organismo.
El panel específico de análisis de metales Metabolon, basado en la técnica ICP-MS, proporciona mediciones precisas de iones metálicos de importancia biológica en muestras biológicas. Además de los problemas de toxicidad ya bien conocidos asociados a varios metales, aún se está desentrañando el papel fundamental que desempeñan estos iones en diversas vías biológicas, ya sea catalizando reacciones enzimáticas o estabilizando estructuras proteicas.
Los iones metálicos, estrechamente relacionados con el proteoma y el metaboloma, constituyen un elemento intrínseco y vital para la comprensión integral de los fenómenos biológicos, que abarcan desde el desarrollo hasta el funcionamiento normal y las enfermedades. Sin comprender el papel de estos metales, no es posible alcanzar una comprensión completa de los procesos biológicos. El panel específico de análisis de metales 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.
Los ácidos grasos de cadena corta (AGCC) son producidos en el colon por la microbiota intestinal. Son los productos finales de la fermentación anaeróbica de fibras alimentarias y proteínas/péptidos en el intestino delgado. Su formación es el resultado de una compleja interacción entre la dieta, la microbiota intestinal y el huésped. Los AGCC influyen en la fisiología del colon sirviendo como fuentes de energía para las células del huésped y la microbiota intestinal, además de participar en diferentes mecanismos de señalización del huésped.
La vía de la cinurenina es una vía metabólica que conduce a la producción de nicotinamida adenina dinucleótido (NAD+) a partir de la conversión enzimática del triptófano. La activación inmunitaria conduce a la formación de cinurenina con la correspondiente pérdida de triptófano.
La relación cinurenina/triptófano se ha utilizado para reflejar la actividad de la enzima que degrada el triptófano, la indoleamina 2,3-dioxigenasa (IDO), en la respuesta inflamatoria celular relacionada con los síntomas de la depresión, la esquizofrenia y otras enfermedades neurológicas.
Metabolon colabora con un proveedor líder de medicamentos vitales desarrollados con biotecnología para conectar el recableado metabólico con la EMT y la resistencia adquirida a los fármacos en el cáncer de pulmón.
El Metabolon Global Discovery Panel identificó un aumento de prostaglandinas en las células deficientes en TSC2 tras el tratamiento con estradiol, lo que apunta a la COX-2 como diana terapéutica para la linfangioleiomiomatosis.
Los resultados de este estudio mostraron que los GC inhalados inducen cambios significativos en varias vías bioquímicas sólo a dosis altas y supraterapéuticas, lo que respalda la seguridad de las dosis terapéuticas bajas y medias.
Una vez que se comprende todo el valor de la metabolómica, la única pregunta que queda es: ¿quién lo hace mejor? Aunque muchos laboratorios cuentan con capacidades para la elaboración de perfiles de metabolitos o de química analítica, las tecnologías de metabolómica integrales son extremadamente escasas.
La identificación precisa e imparcial de los metabolitos en todo el metaboloma plantea retos en cuanto a la relación señal-ruido que muy pocos laboratorios están preparados para afrontar. Además, convertir cantidades ingentes de datos en información útil resulta lento, cuando no imposible, para la mayoría, ya que una interpretación adecuada requiere dos elementos de los que se carece: experiencia y una base de datos exhaustiva.
Gracias a nuestra sólida plataforma y a nuestras herramientas de visualización, nuestros expertos son los únicos capaces de ofrecerle más información sobre su molécula y desarrollar paneles de ensayos que le ayuden a concentrarse en los resultados que necesita.
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1. Bloom B, Jones LI, Freeman G. Resumen de estadísticas sanitarias sobre los niños de EE. UU.: Encuesta Nacional de Salud, 2012. Centro Nacional de Estadísticas Sanitarias. Vital Health Stat 10(258). 2013.
2. Blackwell DL, Lucas JW, Clarke TC. Resumen de estadísticas sanitarias de los adultos estadounidenses: Encuesta Nacional de Salud, 2012. Centro Nacional de Estadísticas Sanitarias. Vital Health Stat 10(260). 2014.
