Che cos'è la metabolomica?

La metabolomica è una nuova branca della biochimica analitica correlata al metabolismo, il processo di conversione dell'energia alimentare in energia meccanica o calore. I sottoprodotti del metabolismo, noti come metaboliti, sono prodotti in campioni biologici come urina, saliva e plasma sanguigno. La metabolomica si riferisce allo studio di questi profili di metaboliti prodotti in campioni biologici. Nel caso della biologia vegetale, vengono utilizzati campioni di tessuto specifici per la profilazione dei metaboliti. La metabolomica è cresciuta insieme alla genomica e alla proteomica dalla metà degli anni '90 come risultato del Progetto genoma umano, un progetto volto a mappare il sistema genetico umano.

I processi di attività cellulare come la segnalazione cellulare, il trasferimento di energia e la comunicazione cellula-cellula sono controllati dai metaboliti. Il metaboloma è una raccolta di tutti i metaboliti in una cellula in un determinato momento. Gli esseri umani hanno molti tipi di cellule con diversi metabolomi, ma la metabolomica si occupa dello studio di metaboliti a basso peso molecolare come lipidi, zuccheri e aminoacidi. Questi sono anche noti come piccole molecole. Disturbi genetici, malattie o disordini ambientali possono essere spiegati dallo studio dei cambiamenti nel metaboloma. Quindi lo studio dei metaboliti, in particolare la metabolomica, può aiutare a diagnosticare malattie o studiare gli effetti di una sostanza avvelenante.

Esistono due approcci complementari utilizzati per le indagini metabolomiche: la profilazione metabolica e l'impronta metabolica. Nella profilazione metabolica, vengono utilizzati metodi analitici quantitativi per misurare i metaboliti di una particolare classe. Nell'impronta digitale metabolica, le impronte digitali vengono confrontate per determinare se i metaboliti sono cambiati a causa della malattia o dell'esposizione alle tossine. Per fare questo tipo di confronto, potrebbero essere utilizzati cromatogrammi e metodi statistici. È un metodo semiquantitativo che può effettivamente essere applicato a una vasta gamma di metaboliti. La metabolomica può essere studiata combinando profiling metabolico e fingerprinting.

I ricercatori si aspettano che la metabolomica possa aiutare l'assistenza sanitaria in molti modi. Dovrebbe essere in grado di produrre farmaci più sicuri e identificare meglio gruppi di persone che probabilmente trarranno beneficio da un farmaco. La metabolomica può anche aiutare a diagnosticare la malattia e monitorare vari trattamenti sanitari. Integrata con la proteomica e la genomica, la metabolomica viene utilizzata, ad esempio, per scoprire perché alcune persone sono più sensibili al danno epatico derivante da determinati farmaci. Si prevede che il campo svolgerà un ruolo importante nella biologia dei sistemi a lungo termine e, a breve termine, dovrebbe fornire biomarcatori per studiare l'esposizione a malattie e tossine.