Papel de la Metabolómica en Enfermedades Infecciosas: Enfoque Transversal
La metabolómica se está convirtiendo en una herramienta crucial en la investigación biomédica. Al analizar el conjunto completo de metabolitos presentes en una muestra biológica, como el suero, el plasma o la orina entre otras, la metabolómica nos ofrece una ventana directa a los procesos bioquímicos en tiempo real. Esto la convierte en una técnica esencial para comprender cómo el cuerpo responde a diversos estímulos y condiciones. Y cómo estos factores afectan el metabolismo humano.
Metabolómica: Enfoque Transversal en la Investigación Médica
Uno de los aspectos más destacados de la metabolómica es su enfoque transversal. Esto significa que sus aplicaciones no se limitan a un solo campo de estudio o tipo de enfermedad. Pueden abarcar un espectro diverso de condiciones médicas. Desde enfermedades metabólicas como la diabetes, hasta cánceres. La metabolómica permite realizar estudios comparativos y descubrir patrones comunes entre enfermedades aparentemente distintas.
Particularmente, en el estudio de enfermedades infecciosas, se ha convertido en una herramienta importante para comprender cómo el cuerpo responde a las infecciones y cómo diferentes patógenos (virus o bacterias) afectan el metabolismo humano.
En los últimos años, la aplicación de la metabolómica ha revelado alteraciones clave en el metabolismo durante infecciones virales como el COVID-19. Así como en enfermedades bacterianas que han permitido comparar la respuesta del cuerpo ante una infección viral, como el COVID-19, frente a una infección bacteriana. Esto permite la identificación de biomarcadores específicos de cada tipo de patógeno y poder así desarrollar tratamientos más personalizados.
'Differential analysis of lipoprotein and glycoprotein profiles in bacterial infections and COVID-19 using proton NMR and machine learning'
Un estudio en el que hemos participado, liderado por el Dr. Jordi Camps, responsable del grupo de Nutrición y metabolismo del instituto de investigación Sanitaria Pere Virgili y coordinador de la unidad de investigación biomédica del hospital Universitario Sant Joan de Reus, ha sido publicado recientemente en la revista Heliyon. El artículo presenta un estudio que analiza las diferencias en los perfiles de lipoproteínas y glicoproteínas en pacientes hospitalizados con infecciones bacterianas y COVID-19. Utilizando resonancia magnética nuclear (1H-NMR) y técnicas de machine learning. El estudio incluye muestras de suero de 124 pacientes con COVID-19, 50 pacientes con infecciones bacterianas asociadas a catéteres y 50 voluntarios sanos.
Los resultados muestran que los pacientes con COVID-19 tenían partículas de VLDL más grandes y abundantes. Además de concentraciones más altas de colesterol y triglicéridos en estas partículas, en comparación con los grupos de control. Los pacientes con infecciones bacterianas mostraron tendencias similares, pero con menor significancia.
Tanto los pacientes con COVID-19 como aquellos con infecciones bacterianas presentaban niveles más bajos de colesterol LDL, partículas de LDL más grandes y una disminución de las partículas pequeñas de HDL. También un aumento de triglicéridos en las partículas de HDL. Las glicoproteínas estaban aumentadas en ambos grupos de pacientes, siendo este aumento más pronunciado en los pacientes con COVID-19.
Los perfiles obtenidos con esta técnica mostraron una precisión diagnóstica superior al 90% para distinguir entre pacientes sanos y enfermos. Y una precisión del 85% para diferenciar entre infecciones virales y bacterianas.
El análisis de lipoproteínas y glicoproteínas mediante 1H-NMR puede ser una herramienta valiosa para identificar infecciones. Revela diferencias claras entre infecciones virales y bacterianas, con un potencial clínico prometedor para futuras aplicaciones.
'Lipidomic and Metabolomic Changes in Community-acquired and COVID-19 Pneumonia'
Otro estudio en el que hemos tenido la oportunidad de participar ha sido publicado recientemente en la revista Journal Lipid Research. Liderado por la Dra. Sandra Parra, Médica adjunta del Hospital Universitario Sant Joan de Reus y corresponsable del grupo de Autoinmunidad, Infección y Trombosis (GRAIÏT). Y la Doctora Mireia Saballs, Médica Adjunta al servicio de medicina interna en el hospital Quirón Salud de Barcelona.
En este estudio se comparan perfiles de lipoproteínas, glicoproteínas y metabolitos de bajo peso molecular en pacientes con neumonía adquirida en la comunidad (CAP) y neumonía por COVID-19. Utilizando espectroscopía de resonancia magnética nuclear (RMN) y técnicas de machine learning. El estudio incluyó a 221 individuos, agrupados en controles sanos, pacientes con CAP y pacientes con neumonía por COVID-19, con mayores tasas de hipertensión, obesidad y enfermedades cardiovasculares en los pacientes de COVID-19.
El perfil lipoproteico mostró niveles más bajos de colesterol total y HDL en los pacientes con neumonía. Con una hipolipidemia (niveles más bajos de colesterol total y LDL-c) más marcada en los casos de COVID-19, acompañada de niveles elevados de triglicéridos y lipoproteínas aterogénicas.
El perfil de metabolitos reveló niveles elevados de glucosa, lactato, aminoácidos de cadena ramificada y neurotransmisores como histidina y glutamato. Esto especialmente en los pacientes con COVID-19, lo que sugiere un impacto significativo en el metabolismo energético y la inflamación. Asimismo, se observó un aumento de glicoproteínas en ambos grupos de neumonía, especialmente en los casos graves de COVID-19, lo que refleja un estado inflamatorio severo.
Estos resultados subrayan las diferencias en los perfiles metabólicos entre la neumonía por COVID-19 y la CAP, destacando el papel clave que juegan estos cambios en la respuesta inmune.
