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Metabolómica Aplicada

La actividad del Laboratorio de Investigación en Metabolómica Aplicada (LIMA) se puede dividir en dos grandes líneas de trabajo.

Desarrollo y aplicación de estrategias metabolómicas para la detección de biomarcadores de distintos estados patológicos.

El objetivo principal de esta línea de investigación es el desarrollo de metodología analítica adecuada para la detección de cambios producidos en rutas metabólicas de interés y la aplicación de esta metodología a distintas áreas de interés sanitario. Esta línea de investigación se divide en dos áreas en función de la estrategia utilizada:

1.- En primer lugar el LIMA se ha especializado en el desarrollo y aplicación de metodologías de metabolómica dirigida. Se han desarrollado metodologías para la determinación dirigida de varias de las rutas metabólicas críticas para el correcto funcionamiento de los organismos. Entre ellas destacan:

  • Esteroidogénesis: De gran importancia en diversos procesos fisiológicos. El laboratorio ha desarrollado gran parte de su actividad científica en este campo desarrollando métodos para la detección del perfil esteroideo en diversas matrices como orina, plasma, saliva, cabello o líquido amniótico.
  • Neurotransmisores monoaminérgicos: De gran relevancia en diversos procesos relacionados con el sistema nervioso central. El laboratorio ha desarrollado métodos para la determinación de estos compuestos incluyendo serotonina, dopamina y noradrenalina en orina, sangre o cerebro. 
  • Neurotransmisores polares: De difícil detección por técnicas espectrométricas e involucrados en procesos críticos del sistema nervioso central. El laboratorio ha desarrollado un método para la cuantificación de estos compuestos (incluyendo GABA, glutamato y acetilcolina) en plasma y cerebro.
  • Endocannabinoides: ligandos naturales de los receptores cannabinoides y moduladores de un gran número de funciones fisiológicas.  LIMA ha desarrollado un método para la cuantificación de estos compuestos (incluyendo 2-AG y 2-AEA) en plasma y cerebro.
  • Ruta de la quinurenina: Ruta relacionada con procesos de inflamación y con potencial influencia en diversos estados patológicos como la depresión y las enfermedades neurodegenerativas. El laboratorio ha desarrollado métodos para la determinación de compuestos de esta ruta en distintas matrices como orina, plasma y cerebro.
  • Ácidos tricarboxílicos (Ciclo de Krebs): Ciclo involucrado en la respiración celular en todas les células aeróbicas y formación de energía y que se encuentra alterado en diversos estados patológicos. El laboratorio ha desarrollado la metodología analítica adecuada para la determinación de los compuestos de esta ruta en distintas matrices como orina, plasma, cerebro o tejidos fijados en parafina (FFPE).
  • Lipidómica: Engloba el estudio de múltiples familias de lípidos que, además de ser constituyentes de las membranas celulares y tener funciones de almacenamiento de energía, tienen un papel destacado como moléculas bioactivas. El LIMA está desarrollando nuevos métodos de lipidómica dirigida y dispone actualmente de métodos para medir ceramidas, hexosilceramidas, diacilgliceroles, monoacilgliceroles, ácidos grasos libres, lisofosfatidilcolinas y esfingomielinas en diferentes matrices biológicas (plasma, suero, hígado, cerebro y cultivos celulares).
  • Glicólisis: Ruta involucrada en la generación de energía y un reto analítico por las características físico-químicas de sus analitos. El laboratorio está desarrollando un método para la determinación de estos compuestos en distintas matrices.
  • ATP/ADP y otros compuestos fosfatados. Compuestos responsables de la generación y almacenamiento de energía en el organismo. El laboratorio está desarrollando un método para su determinación junto con otros compuestos (poli)fosfatados (tiamina pirofosfato, tiamina monofosfato, AMP) en diversas matrices.

Uno de los objetivos principales de esta línea de investigación es la transferencia de estos métodos para su aplicación en la evaluación de distintos estados patológicos. Actualmente se han aplicado a distintos campos como la porfiria aguda intermitente, exposición nocturna a la luz, predicción del efecto de nuevas sustancias psicoactivas, efecto de la separación maternal, restricción del crecimiento fetal o diagnóstico prenatal.


2.- Aunque la mayor actividad del LIMA se centra en las metodologías de metabolómica dirigida, el laboratorio también tiene experiencia de metabolómica no dirigida. Ha aplicado esta experiencia en distintos campos como la porfiria aguda intermitente, el diagnóstico prenatal o el control contra el dopaje.
 

Elucidación de formas alternativas de la conjugación de metabolitos y evaluación de su relevancia clínica.

El principal objetivo de esta línea de investigación es la caracterización de metabolitos conjugados y la determinación de su relevancia clínica. Así, hasta el momento se han detectado distintas familias de conjugados previamente no descritas o infravaloradas. Entre ellas destacan:

  • Progestágenos conjugados con cisteína. Se ha detectado por primera vez la presencia de este grupo de compuesto y se ha confirmado su origen adrenal. Se ha postulado que pueden ser un buen marcador de la actividad suprarrenal. Se está evaluando su potencial como marcador del estado antioxidante.
  • Esteroides conjugados como bis-sulfatos: Se ha realizado un método de detección abierta para este tipo de conjugados infraestudiados y se ha confirmado su presencia en plasma y orina. Se han postulado como diagnóstico prenatal de distintas enfermedades que alteran la esteroidogénesis.
  • Monoaminas conjugadas con ácido succínico. Se ha detectado por primera vez conjugados de monoaminas con ácido succínico. Se está explorando la capacidad de las aminas biógenas de generar este tipo de compuesto y su implicación en cambios cerebrales de neurotransmisores.
     

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