Análisis de datos

Investigadores de la Universidad de Huelva asocian alteraciones en ciertos compuestos de las membranas celulares con la enfermedad de Alzheimer. Esta conclusión se deriva de un estudio donde han aplicado técnicas metabolómicas, basadas en el análisis de los compuestos que se generan en los procesos celulares, en muestras de suero sanguíneo de enfermos y personas sanas. Los expertos han observado diferencias significativas en estos pacientes, como un desequilibrio en los niveles de fosfolípidos, moléculas que componen la membrana de las células y que, al romperse, provocan la muerte neuronal. También apuntan alteraciones en la concentración de carnitinas, implicadas en la obtención de energía por parte de las neuronas.

Los expertos pretendían en su estudio comprender mejor los mecanismos que subyacen a la enfermedad. “En la actualidad no existen técnicas de diagnóstico para el alzhéimer y aún se conoce poco sobre los factores que originan la patología. Por ello, en los últimos años los esfuerzos científicos se dirigen a descubrir potenciales biomarcadores y su progresión desde etapas tempranas”, explica a la Fundación Descubre uno de los autores del estudio, Raúl González Domínguez de la Universidad de Huelva.

Los investigadores han aplicado las técnicas metabolómicas a muestras de suero sanguíneo de 137 enfermos de alzhéimer y controles sanos de la misma edad y sexo. Este método mide los denominados metabolitos: compuestos que se generan en las reacciones químicas que ocurren en el organismo. Por tanto, son una especie de “huella dactilar” de la enfermedad que los científicos analizan para comprobar qué diferencias se aprecian entre ambos grupos de personas. “Hemos utilizado la espectrometría de masas acoplada a cromatografía líquida de ultra-alta resolución, una técnica de análisis químico que permite separar y detectar los metabolitos presentes en la sangre. Es como ver una radiografía de la enfermedad”,  asevera González Domínguez.

Análisis de laboratorio

Estas huellas metabólicas de la enfermedad de Alzheimer, detalladas en su estudio ‘Metabolomic-driven elucidation of serum disturbances associated with Alzheimer’s disease and mild cognitive impairment’ publicado en la revista Current Alzheimer Research, se caracterizan por diferencias claras en numerosos metabolitos, sobre todo lípidos. En concreto, en los procesos que tienen lugar en un grupo preciso, los fosfolípidos y esfingolípidos, moléculas que componen la membrana de las células que, al romperse, provocan la muerte neuronal. También han observado alteraciones en las carnitinas, implicadas en la obtención de energía por parte de las neuronas.

El investigador aclara que análisis anteriores ya apuntaban que el contenido de fosfolípidos disminuía en los pacientes. Sin embargo, este estudio matiza que no todos estos marcadores bajan. “En función de la composición del fosfolípido unos aumentan y otros disminuyen. Depende de su grado de saturación”, especifica.

La novedad, según destacan los investigadores de la Universidad de Huelva, es que se trata de un estudio no dirigido a un grupo de moléculas concretas. “La metabolómica aborda todos los metabolitos implicados en los procesos biológicos. Es a posteriori, mediante comparación con muestras procedentes de controles sanos, cuando se identifican los posibles marcadores y así se pueden descubrir nuevos procesos patológicos”, reitera.

Los expertos apuntan que el hecho de no ceñirse a una hipótesis previa tiene especial importancia en el caso de la enfermedad de Alzheimer. “Hasta ahora los estudios revelan que todo comienza con el depósito de unas proteínas en ciertas regiones cerebrales que causan la muerte neuronal. Sin embargo, no se sabe con seguridad si ese depósito es la causa o es la consecuencia de un proceso que comienza antes. Por eso son esenciales estudios como éste, no dirigidos, donde se analizan la totalidad de metabolitos”, subraya.

Química y estadística

Para llegar a sus resultados, los investigadores de la Universidad de Huelva combinan técnicas de análisis químico con complejas herramientas estadísticas. Comienzan con la recogida de muestras de sangre que se purifican para separar los glóbulos rojos y obtener el suero sanguíneo, del que se eliminan también las proteínas, que interfieren en el análisis metabolómico.

Grupo investigación de la Universidad de Huelva

A continuación, se analizan las muestras con técnicas de espectrometría de masas, que permiten detectar los distintos compuestos en función de su masa. De esta forma, los investigadores obtienen perfiles de un gran número de metabolitos aún sin identificar.

Sobre esa matriz de datos se aplican técnicas de estadística multivariante que posibilitan comprobar, de entre los miles de metabolitos, cuáles presentan niveles aumentados o disminuidos en los enfermos con respecto a los controles, reduciendo el análisis a un centenar de compuestos. “Así seleccionamos únicamente aquellos que están alterados mediante comparación con el grupo control. Posteriormente, esos metabolitos pueden ser identificados gracias a sus espectros de masas. Una vez identificados, se establecen las rutas bioquímicas implicadas y posibles efectos en la enfermedad de Alzheimer”, detalla.

El siguiente paso del estudio, financiado por el Ministerio de Educación, pasa por validar estos marcadores moleculares en una población mayor. “El objetivo final es descubrir potenciales biomarcadores de la enfermedad de Alzheimer que sirvan para un diagnóstico precoz”, adelanta.

Referencia:

Raúl González-Domínguez, Francisco Javier Rupérez, Tamara García-Barrera, Coral Barbas, José Luis Gómez-Ariza. ‘Metabolomic-driven elucidation of serum disturbances associated with alzheimer’s disease and mild cognitive impairment’. Current Alzheimer Research.

Imágenes:

Grupo investigación de la Universidad de Huelva

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