Muitas variáveis influenciam a diversidade de fenótipos na saúde e nas doenças humanas – genética, epigenética, influências ambientais e o microbioma. Esta combinação de fatores faz com que cada pessoa produza quantidades distintas de metabólitos bioquímicos.
A metabolômica é um termo cunhado em 1988 e que descreve o estudo científico de processos químicos envolvendo metabólitos. O metaboloma representa o conjunto completo desses metabólitos, ou seja de todas as pequenas moléculas produzidas no corpo. Uma impressão digital metabolômica é a medida de metabólitos para descrever o estado metabólico atual de um indivíduo e tem a capacidade de personalizar verdadeiramente os cuidados de saúde.
A genética sozinha dificilmente explica o fenótipo observado. Muitos traços são influenciados por questões epigenéticas, variações externas, como exposição ambiental, dieta, estilo de vida e também pelo microbioma (Beebe, & Kennedy, 2016).
Os metabólitos podem ser afetados por exposições passadas e atuais, genética, microbioma intestinal, dieta, estado nutricional, etc., e podem ajudar na individualização de tratamentos e recomendações de estilo de vida. Informam o que está acontecendo a partir destas interações.
A nutrição funcional há muito utiliza testes de ácidos orgânicos na urina para identificar metabólitos e deficiências nas principais vias metabólicas. A medicina tradicional utiliza ácidos orgânicos principalmente com testes para diagnóstico de erros inatos do metabolismo, como doença da urina do xarope de bordo (MSUD) e fenilcetonúria (PKU), ou alguns marcadores limitados, como lactato, citrato, ácido metilmalônico (MMA) e cetonas.
A metabolômica permite a identificação dos principais metabólitos e vias que podem ajudar na descoberta de associações com deficiências metabólicas ou na previsão de doenças.
A insuficiência de nutrientes pode “obstruir” as vias que levam a marcadores elevados devido a uma diminuição na função de enzimas. Por exemplo, a elevação de cetoácidos de cadeia ramificada na urina é um indicador primário de aumento da necessidade de vitaminas B1, B2, B3, B5 e ácido lipóico. Cada uma das vitaminas é necessária para a função da enzima BCKA.
Neste caso, a suplementação de vitaminas do complexo B (especialmente B1) reduz os níveis de BCKA na urina. A enzima BCKA desidrogenase é mais sensível aos níveis de B1. Claro, é importante lembrar que o nível de BCKAs na urina também pode ser afetado por outros fatores, como nível de exercício, ingestão de proteínas, jejum, inflamação, etc. No futuro, os algoritmos das empresas de metabolômica precisarão incorporar estes outros fatores para melhor explicação dos achados.
Um exemplo de metabolômica aplicada na prática é a utilização de dados como o estudo Copenhagen Inter. Os sujeitos foram sorteados aleatoriamente no Sistema de Registro Civil. As medições estavam disponíveis para 4.117 indivíduos que participaram tanto da avaliação metabolômica basal da urina quanto de um exame de acompanhamento de cinco anos.
Os pesquisadores descobriram que vários marcadores basais mais elevados estavam associados a um risco maior de hemoglobina A1c elevada (HbA1c) e resistência à insulina (RI) cinco anos depois. Estes incluíram 1-metilnicotinamida, alanina, creatinina e ácido láctico. Embora não sejam diagnósticos, os marcadores podem ajudar a identificar áreas de preocupação muito antes de surgir um problema, permitindo aos pacientes a oportunidade de se concentrarem no estilo de vida e nas estratégias dietéticas que podem proporcionar algum nível de redução de risco (Friedrich et al., 2015).
A 1-metilnicotinamida tem sido associada ao aumento das taxas de diabetes, cirrose e câncer, sugestivos de aumento da atividade da nicotinamida N-metiltransferase (NNMT). Perturbações na via da glicólise foram refletidas pelo aumento de lactato, piruvato e alanina (Yousri et al. 2015).
Os métodos de metabolómica alvo já identificaram novos marcadores moleculares e assinaturas metabolómicas de risco de doença cardiovascular (incluindo aminoácidos de cadeia ramificada, espécies lipídicas insaturadas selecionadas,e N-óxido de trimetilamina), vinculando assim diversas exposições, como aquelas provenientes da ingestão alimentar e da microbiota, com características cardiometabólicas (Cheng et al., 2017).
A metabolómica está melhorando a nossa compreensão da fisiologia, do que é e do que não é normal. Pode caracterizar marcadores-chave em processos e vias específicas, fisiologia, impacto da dieta e metabolismo do microbioma, etc., ajudando na prevenção de doenças e na personalização de tratamentos.
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