En la investigación biomédica, los modelos animales representan una herramienta fundamental para comprender los mecanismos fisiopatológicos de las enfermedades humanas y para explorar nuevas estrategias terapéuticas. Permiten reproducir de forma controlada condiciones clínicas complejas, estudiar la progresión de enfermedades crónicas o metabólicas, y evaluar intervenciones antes de su aplicación en humanos.
En este contexto, la metabolómica —y en particular la basada en Resonancia Magnética Nuclear (RMN)— se está consolidando como una técnica esencial para caracterizar de forma global y cuantificable los perfiles metabólicos en organismos vivos. La RMN permite detectar y cuantificar decenas de metabolitos en una sola muestra, sin necesidad de destrucción ni modificación química, ofreciendo alta reproducibilidad y comparabilidad entre estudios. Su aplicación en muestras como suero, plasma, orina o tejidos permite obtener una «huella metabólica» precisa, clave para identificar biomarcadores funcionales, alteraciones bioquímicas o respuestas a tratamientos en modelos murinos, porcinos o incluso grandes animales.
En Biosfer Teslab, la investigación es el motor que impulsa nuestra actividad. Colaboramos activamente con grupos académicos y clínicos que emplean modelos animales en el estudio de enfermedades metabólicas, cardiovasculares, hepáticas y endocrinas, proporcionando herramientas avanzadas para la caracterización molecular. Gracias a nuestra experiencia en metabolómica por RMN, con nuestros análisis contribuimos a obtener una visión más profunda y funcional de los procesos biológicos implicados en cada modelo. Esta integración permite no solo identificar biomarcadores y mecanismos clave de enfermedad, sino también validar el impacto de intervenciones terapéuticas con rigor científico y potencial traslacional.
La metabolómica permite analizar de forma global y cuantitativa los pequeños metabolitos presentes en fluidos y tejidos biológicos, ofreciendo una fotografía funcional del estado metabólico de un organismo. Aplicado a modelos animales, esta disciplina puede proporcionar una poderosa herramienta para estudiar la fisiopatología de enfermedades complejas y explorar intervenciones terapéuticas en condiciones controladas.
Una de las fortalezas de la metabolómica es su capacidad para ofrecer una visión funcional y sistémica del metabolismo, reflejando el estado bioquímico del organismo en un momento determinado. Aplicada a modelos animales, esta aproximación permite detectar patrones metabólicos asociados a procesos fisiopatológicos y generar hipótesis sobre mecanismos implicados en el desarrollo o progresión de la enfermedad. Este enfoque complementa otras técnicas moleculares, ayudando en la exploración de posibles biomarcadores, en la evaluación de intervenciones experimentales y en la comprensión de la respuesta biológica ante diferentes condiciones experimentales o tratamientos.
La Resonancia Magnética Nuclear (RMN) aplicada a la metabolómica ofrece una serie de ventajas diferenciales que la hacen especialmente adecuada para estudios preclínicos con modelos animales:
Este estudio, realizado en un modelo murino de esteatohepatitis no alcohólica (NASH) inducida por una dieta rica en grasas y azúcares, evaluó el efecto de la metformina administrada sola o en combinación con una intervención dietética. Aunque la metformina por sí sola no previno el desarrollo de NASH ni mejoró los parámetros lipídicos o histológicos, su combinación con un cambio dietético mostró efectos sinérgicos: una mayor reducción del peso corporal y una reversión más significativa de la esteatosis hepática. Para evaluar estos efectos, el estudio incorporó técnicas de metabolómica lipídica mediante Resonancia Magnética Nuclear (RMN) —concretamente el test Liposcale®— junto con análisis de lipidómica semi-dirigida por espectrometría de masas. Estas tecnologías permitieron identificar remodelaciones específicas en el metabolismo hepático y adiposo, como el aumento de ácidos grasos poliinsaturados y la reducción de ésteres de colesterol, evidenciando el impacto metabólico del tratamiento combinado
Referencia:
Baiges-Gaya G, Rodríguez-Tomàs E, Castañé H, et al. Combining Dietary Intervention with Metformin Treatment Enhances Non-Alcoholic Steatohepatitis Remission in Mice Fed a High-Fat High-Sucrose Diet. Biomolecules. 2022;12(12):1787. doi:10.3390/biom12121787.
Este estudio, publicado en Scientific Reports (2025), evaluó el impacto del manejo neonatal sobre la salud intestinal de terneros lecheros machos mediante análisis de metabolómica fecal por RMN. Utilizando un diseño experimental con tres grupos de terneros Holstein sometidos a diferentes condiciones de ingesta de calostro, transporte y tipo de alimentación (leche de sustitución o solución rehidratante), los investigadores observaron que el grupo más restringido nutricionalmente (LCRS) presentaba niveles significativamente elevados de lactoferrina fecal, un marcador de inflamación. El perfil metabólico obtenido mediante RMN permitió identificar más de 50 metabolitos fecales, revelando alteraciones clave como la disminución de butirato, un ácido graso de cadena corta esencial para la integridad intestinal, y el aumento de compuestos relacionados con estrés metabólico como formiato, prolina y creatina. El análisis multivariante (PLS-DA) demostró una clara discriminación entre grupos, reflejando cómo la metabolómica fecal puede capturar con precisión el efecto del estrés nutricional y ambiental en etapas tempranas.
Referencia:
Bassols A, Amigó N, Pérez-Rodado M, et al. Fecal metabolomics to understand intestinal dysfunction in male dairy beef calves at arrival to the rearing farm. Sci Rep. 2025;15(1):6887. doi:10.1038/s41598-025-90407-3.
Este estudio, publicado en Nutrients (2022), investigó los efectos beneficiosos de una dieta enriquecida con cacao en un modelo animal de diabetes tipo 2 (ratas Zucker diabéticas). A través de un enfoque metabolómico no dirigido basado en espectroscopía de resonancia magnética nuclear (^1H-RMN), se analizaron los cambios en el perfil metabólico urinario inducidos por el consumo crónico de cacao. Los resultados mostraron mejoras significativas en parámetros glucémicos (glucosa, HbA1c, HOMA-IR) en los animales suplementados con cacao, junto con modificaciones en metabolitos clave relacionados con el metabolismo energético y aminoacídico, como los BCAA (valina, leucina, isoleucina), acetoacetato y 2-oxoglutarato. La metabolómica por RMN permitió identificar un conjunto de 14 metabolitos diferenciales, vinculados a rutas como el metabolismo de los cuerpos cetónicos, la degradación de aminoácidos ramificados y la síntesis de CoA. Estos hallazgos proporcionan una “firma metabólica” específica asociada al consumo de cacao y respaldan su papel protector en la diabetes, demostrando cómo la RMN puede aportar información funcional clave en el estudio de intervenciones nutricionales.
Referencia:
Fernández-Millán E, Ramos S, Álvarez-Cilleros D, et al. Urinary Metabolomics Study on the Protective Role of Cocoa in Zucker Diabetic Rats via 1H-NMR-Based Approach. Nutrients. 2022;14(19):4127. https://doi.org/10.3390/nu14194127
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