¿Por qué Metabolon?

Cuantificación

La espectrometría de masas es una tecnología inherentemente semicuantitativa y altamente sensible que mide las diferencias relativas de cantidad de un metabolito individual, expresadas por las variaciones de intensidad del pico del metabolito en muestras comparativas. La cuantificación puede ser relativa (analizada en relación con una muestra de referencia) o absoluta (analizada utilizando un método de curva estándar).

Enfoques metabolómicos de la normalización

La normalización de las muestras en metabolómica es fundamental para obtener información biológica precisa, pero hay que tener cuidado debido a la diversidad de estructuras y comportamientos de los metabolitos. Existen diferentes enfoques de normalización, incluidos los métodos que ajustan:

  1. Basándose en la intensidad de la señal de la muestra, por ejemplo, dividiendo el valor de intensidad de cada característica o pico detectado en la muestra por la intensidad total de toda la muestra (normalización del recuento total de iones (TIC));
  2. Basándose en la intensidad de la señal individual de cada metabolito. Los ejemplos incluyen 1) dividir el valor de intensidad de cada metabolito por su intensidad mediana en las muestras experimentales o 2) dividir el valor de intensidad de cada metabolito por su intensidad mediana en las muestras de control. Las muestras de control representan una matriz de QC que idealmente se agrupa a partir de muestras representativas de la población del estudio (si esta opción no está disponible debido a limitaciones de la muestra o viabilidad, Metabolon mantiene matrices de QC agrupadas para varios tipos de muestras diferentes).
Enfoques metabolómicos de la normalización
Metabolómica global no dirigida-Cuantificación relativa

Metabolómica global no dirigida-Cuantificación relativa

En la metabolómica no dirigida, no existe un método estándar para medir la cantidad total de metabolitos directamente, sin embargo, Metabolon ha realizado amplios análisis respaldados por publicaciones y ha descubierto que el segundo enfoque mencionado supera ampliamente a otros métodos.1

"Al realizar la normalización de los datos metabolómicos, es importante que el método corrija adecuadamente la variación sistemática pero preserve la variación biológica", afirma Greg Michelotti, Director Senior de Estrategia Científica y Traslacional de Metabolon.

En un estudio de 2018, determinamos la mejor manera de normalizar los datos de metabolómica basándonos en el análisis de muestras de plasma obtenidas de participantes en el Estudio de resistencia a la insulina y aterosclerosis (IRAS, por sus siglas en inglés).1 De esta cohorte, se analizaron 1716 muestras utilizando el Metabolon Global Discovery Panel. Acomodar tantas muestras requirió entre 13 y 15 ejecuciones del instrumento por brazo de la plataforma. El análisis resultante midió 1.274 metabolitos. El perfil metabolómico no dirigido se comparó con un panel dirigido independiente para un subconjunto de metabolitos representativos de múltiples clases bioquímicas. En este estudio, demostramos que los métodos de normalización que se basan en ajustes específicos de metabolitos superaron significativamente a los métodos que realizan ajustes en cada muestra, como la normalización del recuento total de iones (TIC).

Normalización metabolómica para la cuantificación relativa

En muchos casos, las normalizaciones basadas en muestras funcionaron peor que no realizar ninguna normalización. La corrección por el valor mediano del lote de las muestras experimentales (MED) puede funcionar bien en varias aplicaciones: para cada metabolito, divida las áreas de pico brutas de una muestra por la mediana de las áreas de pico brutas de todas las muestras del mismo lote del instrumento.

Sin embargo, supongamos que se quiere analizar un conjunto muy pequeño y fusionarlo con conjuntos de datos anteriores o comparar los valores de dos conjuntos de datos diferentes. En ese caso, suele ser mejor normalizar mediante muestras de control puente (BRDG): para cada metabolito, dividir las áreas de pico brutas de una muestra dada por la mediana de las áreas de pico brutas de las muestras de control puente. El principal inconveniente del BRDG es que los metabolitos que no están presentes en las muestras puente no pueden normalizarse.1

Normalización metabolómica para la cuantificación relativa
Metabolómica dirigida-Cuantificación absoluta

Metabolómica dirigida-Cuantificación absoluta

La metabolómica dirigida puede aprovechar las ventajas de la cuantificación absoluta, ya que el panel o ensayo puede optimizarse para compuestos específicos. La optimización mejora la sensibilidad y la especificidad, pero sacrifica una amplia cobertura de analitos. La cuantificación absoluta significa que los metabolitos pueden cuantificarse basándose en una cantidad conocida utilizando el método de la curva estándar. Una curva estándar o curva de calibración es un método general para determinar la concentración de una sustancia en una muestra desconocida comparando la desconocida con un conjunto de muestras estándar de concentración conocida. La cantidad de metabolitos en una muestra se informa como una concentración (p. ej., 21,5 ng/mL). Puede utilizar la cuantificación absoluta cuando desee comparar datos a lo largo del tiempo. Este tipo de cuantificación es útil cuando sus datos de biomarcadores se extienden a través de varios estudios y lotes o comprenden datos de pruebas de diagnóstico.

Referencias

1. Wulff, Jacob E., y Matthew W. Mitchell. "Una comparación de varios métodos de normalización para datos de metabolómica LC/MS". Avances en biociencia y biotecnología 9.08 (2018): 339.

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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.

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Referencias

1. Zgoda-Pols, J.R., et al., El análisis metabolómico revela un aumento del sulfato de 3-indoxilo en plasma y cerebro durante la lesión renal aguda inducida químicamente en ratones: estudio de los agonistas de los receptores de ácido nicotínico. Toxicol Appl Pharmacol, 2011. 255(1): p. 48-56.

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3. McGovern, B. H. y otros, «SER-109, un fármaco experimental basado en el microbioma para reducir la recurrencia tras la infección por Clostridioides difficile: conclusiones extraídas de un ensayo de fase II». Clin Infect Dis, 2021, 72(12): pp. 2132-2140.

4. Feuerstadt, P., et al., «SER-109, una terapia oral basada en el microbioma para la infección recurrente por Clostridioides difficile». N Engl J Med, 2022. 386(3): págs. 220-229.

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