A metabolômica estuda o conjunto total de metabólitos presentes em um sistema biológico, captando uma “fotografia” dinâmica do estado fisiológico ou patológico.
No contexto de biomarcadores emergentes, a ideia é:
Detectar sinais bioquímicos antes do aparecimento clínico de uma doença.
Melhorar a estratificação de pacientes para terapias personalizadas.
Monitorar resposta terapêutica em tempo real.
O avanço da ciência de precisão depende de integrar esses biomarcadores com dados genômicos, proteômicos e exposômicos.
Principais áreas de aplicação clínica
Câncer e avaliação de oncometabólitos s
Oncometabólitos são produtos metabólicos alterados por mutações oncogênicas, que podem tanto indicar a presença de tumor quanto participar de sua progressão.
D-2-hidroxiglutarato (D-2HG): Acumula-se em mutações de IDH1/IDH2, altera a metilação do DNA e a expressão gênica, e pode ser detectado via RMN ou espectrometria de massa no soro e urina.
Sarcosina no câncer de próstata e colina fosforilada em câncer de mama também estão sendo estudadas.
Aplicações: detecção precoce, seleção de terapias-alvo, monitoramento de recidiva.
Doenças neurodegenerativas
O cérebro tem metabolismo altamente específico, e alterações precoces podem ser detectadas antes da perda neuronal extensa.
Alzheimer:
Redução de metabólitos do ciclo TCA (ex. citrato, α-cetoglutarato) e aumento de certos aminoácidos aromáticos.
Alterações no metabolismo lipídico (ex. esfingomielinas e plasmalogênios).
Parkinson:
Alterações nos metabólitos da dopamina, ácidos graxos insaturados e compostos de oxidação.
Vantagem: biomarcadores não invasivos via plasma, líquido cefalorraquidiano (LCR) ou saliva.
Doenças cardiovasculares e metabólicas
Perfil lipídico expandido vai além de colesterol total e triglicerídeos: inclui subclasses de lipoproteínas, ácidos graxos específicos e ceramidas.
Doenças como aterosclerose têm assinaturas metabólicas próprias:
Aumento de trimetilamina N-óxido (TMAO) (metabólito microbiano ligado a dieta rica em carne).
Alterações nos aminoácidos de cadeia ramificada (BCAAs) — leucina, isoleucina, valina — associadas à resistência à insulina.
Uso potencial: prevenção personalizada e ajuste fino de terapias anti-hiperlipidêmicas.
Microbioma intestinal e exposoma
Metabólitos derivados do microbioma
SCFAs (butirato, acetato, propionato):
Produzidos na fermentação de fibras.
Moduladores da expressão gênica por inibição de histona-desacetilases (HDACs).
Butirato: anti-inflamatório, fortalece junções epiteliais intestinais.
Ácidos biliares secundários:
Derivados da modificação bacteriana dos ácidos biliares primários.
Influenciam sinalização via receptores FXR e TGR5, impactando metabolismo glicídico e lipídico.
Exposômica
Considera exposições ambientais, dietéticas, químicas e de estilo de vida ao longo da vida. O perfil metabolômico é sensível a poluentes, pesticidas, metais pesados e xenobióticos.
Exemplo: exposição crônica a benzeno → alterações em metabólitos do ciclo do ácido cítrico e estresse oxidativo.
Perspectivas futuras
Integração multiômica: Combinar dados de metabolômica, genômica, proteômica e exposômica para maior poder diagnóstico.
Medicina preventiva personalizada: Intervenções baseadas no perfil metabólico único do paciente.
Biomarcadores dinâmicos: Monitoramento em tempo quase real usando sensores bioanalíticos portáteis.
