Metabolômica
A metabolômica corresponde a uma promissora área da ciência empregada para compreender mecanismos biológicos através da investigação de seus metabólitos. Além disso, a metabolômica permite a análise qualitativa e quantitativa do maior número possível de metabólitos presente em células, órgãos e organismos.
Essa ciência pode ser classificada segundo duas abordagens: targeted e untargeted metabolomics. A metabolômica alvo (do inglês, targeted metabolomics), fundamenta-se na análise quantitativa de um ou mais metabólitos previamente selecionados de determinada classe química, ou que estejam relacionados à rotas metabólicas específicas, enquanto a metabolômica global (do inglês, untargeted metabolomics) é baseada na análise qualitativa do maior número de metabólitos, pertencentes a diversas classes químicas, contidas no sistema biológico investigado. Tais abordagens estão associadas a comparação entre grupos de amostras. Por exemplo, comparação de grupos controle com alterações submetidos a diferentes terapias, a diferentes níveis de estresse, modulação da dieta ou promovidos por uma doença, alterações ambientais, genéticas, alimentares, visando a compreensão de um organismo, bem como, desempenhando um papel fundamental em sistemas biológicos.
A investigação metabolômica é realizada através de técnicas analíticas sofisticadas, tratamento avançado de dados, análises estatísticas, assim como a identificação dos metabólitos e interpretação biológica ao problema estudado. No que concerne as ferramentas analíticas, a Ressonância Magnética Nuclear (RMN) e Espectrometria de Massas (EM- podendo estar acoplado a um cromatógrafo líquido ou gasoso) são principalmente empregadas em estudos metabolômicos e por nosso grupo de pesquisa. No entanto, trabalhos científicos nessa vertente utilizando infravermelho por transformada de Fourier (FT-IR) também são descritas na literatura.
Na maioria dos casos, os estudos metabolômicos envolvem a análise de dados multivariados, visando a classificação e discriminação de entidades ou metabólitos responsáveis por diferenciar os grupos de amostras, por exemplo. Nesse contexto, são aplicados métodos não supervisionados, como Análise de Componentes Principais (PCA, do inglês, Principal Component Analysis), e métodos supervisionados, como Análise Discriminante por Mínimos Quadrados Parciais (PLS-DA, do inglês, Partial Least Aquares Discriminant Analysis), e Projeções Ortogonais para Estruturas Latentes (OPLS-DA, do inglês, Orthogonal Partial Least Squares Discriminant Analysis).
A metabolômica vem sendo aplicada em diferentes áreas da ciência, como agronomia, análises clínicas, química, alimentos e nutrição, esportes, ambiental, toxicologia forense, ou análise de organismos patológicos (parasitas, bactérias, fungos), entre outras. Além disso, a investigação de múltiplos componentes é conveniente para o estudo de plantas medicinais, uma vez que o seu efeito biológico depende da ação sinérgica/antagônica de um conjunto de substâncias. Nos últimos anos, a metabolômica vem demonstrando sua potencialidade na análise desse tipo de matriz, principalmente na tentativa de melhorar o controle de qualidade de plantas medicinais, avaliar diferenças químicas entre espécies ou mesmo avaliar a relação entre bioatividade e composição química. Dessa forma, a interação entre a metabolômica e a utilização de ferramentas adequadas contribuem para o desenvolvimento de estudos em diversas áreas da ciência.
Referência
Canuto, G. A. B.; Costa, J. L.; Da Cruz, P. L. R.; Souza, A. R. L.; Faccio, A. T.; Klassen, A.; Rodrigues, K. T.; Tavares, M. F. M. Metabolômica: Definições, estado-da-arte e aplicações representativas. Química Nova, vol. 41, n. 1, p. 75-91, 2018.