metabolominen

Metabolominen (metabolomics) on systemaattinen tutkimusala, jonka tavoitteena on kartoittaa ja tulkita organismin metabolisen tilan kokonaisuutta. Siinä keskitytään kaikkien pienten molekyylien, metabolitien, esiintymiseen ja muutoksiin eri biologisissa tiloissa, kuten terveydentilassa, sairauksissa tai interven­tioiden vaikutuksesta. Metabolomi koostuu pääosin alle 1 kDa:n molekyyleistä, kuten aminohapoista, sokereista, lipideistä ja muista pienistä metaboliiteista. Tutkimusmenetelmät voidaan jakaa kohdentamattomiin (untargeted) ja kohdennettuihin (targeted) lähestymistapoihin.

Keskeisiä tutkimusmenetelmiä ovat korkean resoluution massaspektrometria (LC-MS, GC-MS) sekä ydinmagneettinen resonanssi (NMR). Näytteitä otetaan verestä, virtsasta, aivo- tai muista kudoksista sekä solu‑ tai kudosviljelmistä. Untargeted-metabolomiikki kartoittaa suurinta osaa metabolomista ilman etukäteen määriteltyjä kohdemetabolitteja, kun taas kohdennettu analyysi mittaa valittuja metabolitteja tarkasti ja toistettavasti.

Datan käsittelyssä painotetaan signaalinkäsittelyä, metabolitien tunnistamista ja identifiointia sekä viittausta laajoihin tietokantoihin, kuten HMDB, METLIN ja MassBank. Tulokset viedään usein polku- ja verkostoanalyysien kautta biologiseen kontekstiin, ja niitä voidaan integroida muiden -omics-tilastotietojen kanssa.

Sovellukset kattavat biomarkkerien löytämisen sairauksien varhaisessa havaitsemisessa ja seurannassa, farmakometabolian, ravitsemuksen sekä mikrobiomin vuorovaikutukset ja ympäristötekijöiden vaikutukset metabolisiin profiileihin. Haasteina ovat metabolomien korkea monimutkaisuus, näytteiden ja mittausmenetelmien variabiliteetti, standardoinnin puute sekä metabolomien tunnistamisen epävarmuudet, jotka vaikuttavat toistettavuuteen ja vertailtavuuteen.