Medicus 2014;23(2):117-126
što proglasilo biomarkerom, mora biti senzitivno, specifič-
no i ponovljivo.
Osnovni principi u metabolomici jesu analiza cilja – kvan-
titativna analiza supstrata i/ili nastalih metabolita ciljnog
proteina; metaboličko profiliranje – kvantitativna analiza
serije metabolita koji pripadaju nekoj skupini spojeva ili su-
djeluju u određenim metaboličkim putovima (šećeri, lipidi,
organske kiseline). Metaboličkim profiliranjem dobivamo
metabolički
fingerprinting
– analizu endometabolita i me-
tabolički
footprinting
– analizu egzometabolita.
Karakterizacija bolesti na molekularnoj razini u središtu je
interesa mnogih područja moderne medicine, jer daje pogled
na razvoj individualno prilagođenoga terapijskog pristupa.
Metabolomika je novo područje, koje obećava karakterizaciju
fenotipa različitih bolesti i pronalaženje jedinstvenog osob-
nogmetabolita, koji će predvidjeti odgovor na terapiju. Anali-
tičkemetode bolesnikova uzorka, kaomasena spektrometrija
ili NMR spektroskopija podloga su za metabolomički pristup.
Taj se pristup sastoji u opsežnu pregledu metabolita, čime
dobivamo „otisak poput jagodice prsta (potpis)“ za pojedini
uzorak. Metabolomički pristup u dječjoj dobi zanimljiv je jer
se za vrijedne i informativne rezultate mogu rabiti uzorci koji
se prikupljaju neinvazivno (na primjer urin ili kondenzat zra-
ka izdahnutog iz pluća). Mnoge multifaktorske bolesti mogu
imati slične kliničke simptome, no svejedno su heterogene na
molekularnoj razini, iz čega proizlazi da je svaka bolest jedin-
stvena – ovisno o individualnom pacijentu. Poželjno bi bilo
liječiti individualiziranom terapijom. Za razvoj personalizi-
rane terapije bolesti se moraju definirati i karakterizirati na
molekularnoj razini (18).
Postupci analize metabolita jesu: HPLC (visokorazlučna te-
kućinska kromatografija), plinska kromatografija, tekućinska
kromatografija, masena spektroskopija (19, 20), kapilarna elek-
troforeza (CE) povezana s MS-om, NMR spektroskopija (4, 17).
Masena spektrometrija i NMR spektroskopija brze su mo-
derne laboratorijske metode koje omogućuju identifikaciju i
profil biomarkera koji obilježava potfenotipove bolesti, što je
podloga za razvoj novih, ciljanih lijekova, kojima bismo imali
pravu terapiju za pojedinog bolesnika. Pojam metabolomika
najviše se približava pojmu fenotip i opisuje poput „otiska pr-
sta, potpisa“ interakciju pacijentova genotipa i okoliša u naj-
širem smislu. Masena spektrometrija, najčešće kombinirana
s kromatografskim separacijskim metodama, omogućuje da
se različite molekule u uzorku razdvoje na temelju svoga od-
nosa mase prema naboju i onda prezentiraju u spektru, dok
1H (proton)-NMR spektroskopija omogućuje detekciju gotovo
svih metabolita u uzorku koji sadržavaju proton, jer različite
molekule produciraju različite signale u NMR spektru. NMR
spektroskopija ne zahtijeva prethodnu pripremu uzorka.
Metabolomika i bol
Cilj pronalaženja farmakoloških biomarkera tijekomprimje-
ne analgetika za liječenje kronične boli mora biti razvijanje
modela na podlozi mehanizama farmakokinetike i farma-
kodinamike, koji mogu karakterizirati i predvidjeti odgovor
središnjega živčanog sustava na analgetike, i to i u akutnim
fiziološkim i u kroničnim patološkim stanjima.
Autori su rabili nespecifičnu metabolomiku, pokazali su
da je metabolizam sfingomijelina-ceramida promijenjen u
stražnjemrogu (štakori) kod neuropatske boli i da je endogeni
metabolit N,N-dimetilsfingozin povišen (engl.
upregulated
),
što je uzrokovalo hipersenzitivnost odnosno hiperalgeziju.
Autori tvrde da su otkrili jedan endogeni lipidni metabolit
kao biomarker u neuropatskoj boli (21, 22).
Metabolomika analgetika iz urina omogućuje detekciju oso-
ba koje prakticiraju samoterapiju boli ili analgetike uzimaju
iz navike (23).
Zaključno ometabolomici
Pogrešno je očekivati jedan jedinstveni biomarker ili analit
za svaku dijagnozu. Bolesti su kompleksne i zato treba shva-
titi da učinak nekog lijeka zapravo mijenja kombinaciju više
metabolita (24 - 29).
Autori priželjkuju u budućnosti laboratorijsku opremu koja
bi mogla brzo otkriti novi specifični metabolit-biomarker
čim se biološka tekućina stavi u uređaj i odmah usporediti
pronađeni biomarker s bioinformatikom i statistikom (30,
31). Slično priželjkuju Westhof i suradnici. Isto tako, sma-
traju da u budućnosti metode NRM i MS trebaju otkrivati
metabolite koji su pojedini specifični optički stereoizomeri
tvari (27).
Povezanost „-omika“
Bolesnici s istim genotipom ne moraju imati istu metabo-
ličku aktivnost, zbog promijenjene genske ekspresije, što je
uvjetovano okolišnim faktorima (dob, spol, prehrana, navi-
ke, akutna bolest, primjena drugih lijekova).
Epigenske modifikacije kao DNA metilacija, modifikacija
histona i ekspresija nekodirajuće RNA koja pridonosi ek-
spresiji DNA gena također mogu utjecati na učinkovitost
istraživanog lijeka.
Kao pokušaj da se na dobrobit bolesnika ipak u kliničku prak-
su uvode neprestano nove spoznaje iz isprepletenih „-omika“
javlja se pristup koji integrira ciljane metaboličke pretrage sa
specifičnim genotipskim testovima da bi se poboljšalo predvi-
đanje učinkovitosti odgovora na lijek. Nove metode dopuštaju
kvantitativnamjerenja u serumu probnih lijekova za najvažni-
je jetrene enzime i njihovih metabolita nakon primjene „mi-
krodoza“ poznatih probnih lijekova. Ovaj način fenotipizacije
naziva se ciljana metabolomika. Prednost joj je što se dobiva
metabolička krivulja s jasno određenim terapijskim prozorom
između željene terapijske korisnosti i prihvatljive eventualne
toksičnosti potrebnog lijeka za pojedinog bolesnika, i to nakon
nekoliko sati. Puno dugotrajniji je pristup metodom urinar-
nog klirensa kreatinina (glomerularna filtracija, ml/min), koji
označava varijabilnost u eliminaciji među bolesnicima. Ta-
120
Jakobović J.
