PlataformaMetabolómicaUna nueva herramienta para el estudio de la diabetes y las enfermedades metabólicas

Centro de Investigación Biomédica en Red de Diabetes y Enfermedades Metabólicas Asociadas

SERVICIOS

La Plataforma Metabolómica proporciona servicios de máxima calidad para llevar a cabo una investigación de referencia en metabolómica. Se garantiza el apoyo y asesoramiento de un especialista en todas las fases del proyecto a desarrollar (des del diseño de experimentos hasta el tratamiento de muestra, el análisis de datos y la transformación de estos datos a información bioquímicamente relevante). La Plataforma Metabolómica ofrece los siguientes servicios:

• Diseño experimentalSe involucrará de manera activa en la planificación del diseño experimental, determinando la naturaleza y número de muestras necesarias para cada uno de los proyectos planteados, las secuencias de pulsos de RMN más convenientes y los métodos estadísticos adecuados para obtener la información planteada en los objetivos.

• Tratamiento de muestra La Plataforma Metabolómica dispone de los protocolos experimentales necesarios respecto al tratamiento de muestras biológicas para su medida por RMN, tanto en el caso de biofluidos como para el caso de medidas en tejidos o cultivos celulares.

• Análsis RMNLas muestras se analizan en espectrómetros de RMN de alto campo (600 MHz o 500 MHz) usando las secuencias de pulsos 1D y 2D más adecuadas para estudios de metabolómica.

• Análsis de datos: de la RMN al conocimiento bioquímicoLos algoritmos multivariantes comúnmente empleados en estudios de metabolómica (PCA, PLS-DA) se usan para extraer la información que contienen los espectros de RMN permitiendo determinar de manera cómoda y sencilla la similitud y diferencia en el metaboloma de los individuos que son objetos de estudio. Con estas técnicas es posible estudiar cuáles son los metabolitos causantes de estas diferencias llegando así a la identificación de potenciales biomarcadores.

Plataforma MetabolómicaCampus Sescelades, SRCiTUniversitat Rovira i VirgiliAvda. Països Catalans, 2643007 - Tarragona[tel] 977 256 587 [fax] 977 558 261[@] metabolomicsplatform@urv.cat[www] metabolomicsplatform.com

METABOLÓMICA

La metabolómica puede definirse como la ciencia -omica más emergente, que permite obtener un perfil metabólico de una muestra biológica compleja, a través de la combinación de técnicas analíticas que generan gran cantidad de datos y del análisis estadístico multivariante de ellos.

La metabolómica deja a un lado los métodos tradicionales y reduccionistas centrados en el estudio del efecto de un solo componente sobre un sistema biológico. La visión de la metabolómica es mucho más holística, mediante esta técnica se exploran a nivel molecular los efectos de múltiples factores sobre un sistema biológico. La metabolómica permite analizar una gran cantidad de metabolitos en matrices complejas como biofluidos y tejidos de manera automatizada y relativamente rápida. Este análisis genera un perfil de metabolitos cuya comparación, por medio de técnicas estadísticas multivariantes, permite identificar cambios metabólicos específicos para los distintos fenotipos objeto de estudio.

Entre otras cabe destacar las aplicaciones clínicas de la metabolómica, como por ejemplo el descubrimiento de biomarcadores y con ello la diagnosis prematura de ciertas enfermedades; su aplicación al estudio de moléculas candidatas en fase preclínica o el uso de dicha técnica en ensayos sobre eficacia terapéutica.

Básicamente existen dos tipos de enfoque o maneras de abordar un estudio metabolómico: el método llamado fingerprinting (huella digital) que es el más comúnmente usado en metabolómica basada en HR-NMR. Está basado en el análisis conjunto y multivariante de los espectros generados para cada individuo. Cada uno de estos espectros se considera como una huella digital que contiene una serie de señales correspondientes a los metabolitos presentes en la muestra. El análisis multivariante del conjunto de espectros permite establecer relaciones de diferencia y similitud entre los individuos que se están analizando. El segundo método se conoce como profiling (perfilado). Mediante esta técnica, tan solo intervienen en el análisis multivariante aquellos metabolitos que a priori se sabe que intervienen en el fenómeno que se desea estudiar. No permite obtener medidas con la misma frecuencia y de forma tan automática como en el caso del fingerprinting puesto que se necesita la intervención del analista para la cuantificación e identificación de los metabolitos en matrices complejas como puedan ser el suero o la orina.

EQUIPAMIENTOS

Tanto en lo que se refiere a resonancia magnética como a espectrometría de masas, la Plataforma Metabolómica dispone de los equipos de última generación más completos disponibles en el mercado.

En relación a HR-NMR, cabe destacar que se dispone de un equipo Bruker Avance III de 600 MHz equipado con una Criosonda. Esta configuración permite realizar medidas de alta resolución y alta sensibilidad (con un rango dinámico cinco veces superior al ofrecido por una sonda estándar) tanto en medidas con tubos como en flujo.

En el caso de las medidas con tubos, se dispone de un robot (ScanJet) que permite almacenar centenares de muestras refrigeradas a 4ºC. Para medidas en flujo, existe un sistema automático (Gilson) de preparación de las mismas. Cabe destacar que las muestras preparadas también se mantienen refrigeradas con células Peltier a 4ºC. Con este grado de automatización es posible realizar más de 200 medidas diarias de biofluidos (sangre, orina, sudor, etc..)

La Plataforma dispone de un segundo HR-NMR, modelo Bruker Avance III de 500 MHz, acoplado a una sonda HR-MAS, preparado para la medida de muestras semisólidas como tejidos, biopsias, cultivos celulares, etc. Los dos sistemas incluyen la programación y el control de la temperatura de las muestras durante la fase de medida.

Para el tratamiento de los datos que se obtengan se dispone del paquete de software AMIX de Bruker que permite realizar análisis mutivariante de los datos medidos (mediante PCA y PLS/DA) así como la identificación de metabolitos con la ayuda de la base de datos NMRMetPro (con mas de 500 metabolitos caracterizados) incorporada a dicha herramienta.

Se dispone también del entorno de cálculo MatLab, herramienta enormemente flexible que permite programar y procesar datos a partir de algoritmos y funciones estadísticas muy diversas, algunas de las cuales se están empezando a utilizar en metabolómica y/o otras ciencias omicas.

A partir de 2009, la plataforma podrá utilizar equipos de Cromatografía (líquida o de gases) y espectrometría de masas. En concreto, se dispondrá de un analizador GC-MS, LC-MS/TOF y un LC-MS/MS de triple cuadrupolo, todos ellos de la marca Agilent.

PRESENTACIÓN

La Plataforma Metabolómica es una unidad de investigación en metabolómica creada conjuntamente por la Universitat Rovira i Virgili (URV) y el Centro de Investigación Biomédica en Red de Diabetes y Enfermedades Metabólicas Asociadas (CIBERDEM)

El objetivo principal de la Plataforma Metabolómica es ofrecer apoyo y servicio en el desarrollo de estudios basados en metabolómica, tanto a los grupos de dentro de la red CIBERDEM como a los grupos de la URV que pretendan abordar estudios de este tipo.

La Plataforma Metabolómica pretende, además de ofrecer servicio, colaborar de manera activa en el desarrollo de proyectos y experimentos relacionados con la metabolómica que los grupos propongan. Ello significa que la colaboración debe ser lo más estrecha posible a lo largo de todas las fases del proyecto (des de la definición de los objetivos, hasta el procesado e interpretación de los datos) ayudando así a obtener resultados clínicos satisfactorios, significativos y útiles a los grupos.

Los equipos de Resonancia Magnética Nuclear de alta resolución (HR-NMR) permiten realizar una exploración de todos los analitos de bajo peso molecular (metabolitos) presentes en distintos tipos de biofluidos (ej. suero y/o orina) o en tejidos tanto de humanos como de modelos animales.

El uso de técnicas quimiométricas multivariantes y algoritmos basados en inteligencia artificial permiten convertir la gran cantidad de datos generados por nuestras plataformas analíticas en información clínica de utilidad. Entre los mayores intereses de la Plataforma Metabolómica cabe destacar el diagnóstico prematuro de enfermedades metabólicas, la participación en estudios poblacionales para la evaluación del riesgo a padecer dichas enfermedades y la identificación de las rutas metabólicas o biomarcadores relacionados con este tipo de trastornos.

Aunque la Plataforma Metabolómica está especialmente dirigida a dar servicio a las necesidades de grupos de CIBERDEM y de la URV, cualquier iniciativa de colaboración procedente de otras instituciones será bienvenida. Se ruega contactar con la Plataforma Metabolómica para cualquier tipo de propuesta, colaboración científica o demanda de servicios.