Wat is metabolisme?
Metabolomics is een nieuwe tak in de analytische biochemie die verband houdt met het metabolisme - het proces waarbij voedselenergie wordt omgezet in mechanische energie of warmte. De bijproducten van het metabolisme, bekend als metabolieten, worden geproduceerd in biologische monsters zoals urine, speeksel en bloedplasma. Metabolomics verwijst naar de studie van deze metabolietprofielen zoals geproduceerd in biologische monsters. In het geval van plantenbiologie worden specifieke weefselmonsters gebruikt voor metabolietprofilering. Metabolomics groeide samen met genomics en proteomics vanaf het midden van de jaren negentig als een resultaat van het Human Genome Project, een project gericht op het in kaart brengen van het menselijke gensysteem.
Celactiviteitsprocessen zoals celsignalering, energieoverdracht en cel-celcommunicatie worden bestuurd door metabolieten. Het metaboloom is een verzameling van alle metabolieten in een cel op een bepaald tijdstip. Mensen hebben veel soorten cellen met verschillende metabolomen, maar metabolomics houdt zich bezig met de studie van metabolieten met een laag moleculair gewicht zoals lipiden, suikers en aminozuren. Deze worden ook wel kleine moleculen genoemd. Genetische aandoeningen, ziekten of omgevingsstoornissen kunnen worden verklaard door de studie van veranderingen in het metaboloom. Daarom kan de studie van metabolieten, namelijk metabolomics, helpen om ziekten te diagnosticeren of de effecten van een vergiftigingsstof te bestuderen.
Er zijn twee complementaire benaderingen die worden gebruikt voor metabolomisch onderzoek: metabole profilering en metabole vingerafdrukken. Bij metabole profilering worden kwantitatieve analysemethoden gebruikt om metabolieten van een bepaalde klasse te meten. Bij metabole vingerafdrukken worden vingerafdrukken vergeleken om te bepalen of metabolieten zijn veranderd vanwege ziekte of blootstelling aan toxines. Om dit soort vergelijking te maken, kunnen chromatogrammen en statistische methoden worden gebruikt. Het is een semi-kwantitatieve methode die daadwerkelijk kan worden toegepast op een breed scala aan metabolieten. Metabolomics kunnen worden bestudeerd door een combinatie van metabole profilering en vingerafdrukken.
Onderzoekers verwachten dat metabolomics de gezondheidszorg op veel manieren kan helpen. Het moet in staat zijn om veiligere medicijnen te produceren en groepen mensen die waarschijnlijk baat hebben bij een drug beter te identificeren. Metabolomica kan ook helpen bij het diagnosticeren van ziekten en het volgen van verschillende gezondheidsbehandelingen. Geïntegreerd met proteomica en genomica, wordt metabolomica bijvoorbeeld gebruikt om erachter te komen waarom sommige mensen gevoeliger zijn voor leverschade door bepaalde medicijnen. Verwacht wordt dat het veld op de lange termijn een belangrijke rol zal spelen in de systeembiologie en op korte termijn wordt verwacht dat het biomarkers zal bieden om de blootstelling aan ziekten en toxines te bestuderen.