Rol de la metabolónica en el estudio de las cardiopatías congénitass
Investigadores chinos realizaron un estudio no invasivo basado en la metabolónica tendiente a evaluar el rol de distintos metabolitos séricos en el desarrollo de las cardiopatía congénitas y el eventual desarrollo de hipertensión pulmonar
Este trabajo será hoy comentado en la NOTICIA DEL DÍA
La cardiopatía congénita (CHD) es una enfermedad cardiovascular frecuente en pediatría con una etiología compleja asociada a múltiples factores.
Si la cardiopatía congénita no se trata a tiempo, la disminución del gasto cardíaco, el aumento de la carga cardíaca y el aumento del flujo sanguíneo pulmonar conducen a un aumento de la presión arterial pulmonar media (MPAP), lo que resulta en hipertensión arterial pulmonar (HAP) y la pérdida de oportunidades quirúrgicas en la HAP irreversible avanzada.
Por lo tanto, es fundamental obtener un diagnóstico y tratamiento lo antes posible para reducir la tasa de mortalidad y mejorar la calidad de vida de los pacientes con PAH-CHD. El cateterismo cardíaco derecho es el estándar de oro para el diagnóstico de HAP, pero es una técnica intervencionista invasiva.
La ecocardiografía torácica es un método no invasivo para el diagnóstico de HAP, pero este método está limitado por la ventana de detección de la tráquea y la visualización de las estructuras extracardíacas no es clara .
Los biomarcadores se pueden detectar en sangre, orina, heces y otros fluidos corporales, y la detección es conveniente, de bajo costo y no invasiva, lo que brinda una nueva estrategia para el diagnóstico y tratamiento tempranos en el campo de la CHD-PAH.
En los últimos años, los estudios han demostrado que el péptido natriurético cerebral (BNP), el péptido natriurético cerebral pro N-terminal (NT-proBNP), la dimetilarginina asimétrica (ADMA) y el factor de crecimiento del endotelio vascular (VEGF) pueden ser biomarcadores diagnósticos potenciales para la PAH. -CHD, pero la especificidad de estos biomarcadores sigue siendo controvertida.
Por lo tanto, es de gran importancia clínica seleccionar biomarcadores no invasivos adecuados para el diagnóstico temprano de PAH-CHD de CHD en bebés y niños pequeños.
Con el desarrollo de tecnología analítica de alto rendimiento, los análisis basados en ómica de ADN, ARN, proteínas y metabolitos se aplican cada vez más para detectar biomarcadores de diagnóstico.
Como productos finales de la expresión génica y la alteración de proteínas, los metabolitos no solo reflejan los cambios en algunas funciones del cuerpo, sino que también reflejan los cambios metabólicos generales del cuerpo.
Algunos biomarcadores para el diagnóstico y pronóstico de enfermedades cardiovasculares han sido seleccionados e identificados por metabolómica .
Un estudio previo de los autores mostró que la combinación de cuatro metabolitos, a saber, betaína, taurina, glutamina y fenilalanina, puede usarse como posibles biomarcadores de diagnóstico sérico en los niños con CHD de los controles sanos mediante espectroscopia de resonancia magnética nuclear de protones no dirigida ( 1 HNMR ) metabolómica basada en cromatografía líquida de ultra alto rendimiento y espectroscopia de masas en tándem (UPLC-MS/MS).
Sin embargo, estas tecnologías no se han empleado para detectar e identificar biomarcadores de PAH-CHD en niños.
En este estudio, se investigó el suero de CHD, PAH-CHD y los niños de control sanos (HC).
En primer lugar, se utilizó la metabolómica basada en 1 HNMR para examinar e identificar los metabolitos diferenciales de CHD y PAH-CHD.
Luego, se cuantificaron adicionalmente 22 metabolitos séricos mediante UPLC-MS/MS. Los datos cuantitativos y el índice bioquímico clínico se seleccionaron mediante análisis de regresión logística binaria y la eficacia diagnóstica de PAH-CHD y CHD por la combinación de metabolitos se evaluó mediante ROC.
La hipertensión arterial pulmonar es una complicación frecuente en pacientes con cardiopatías congénitas. En ausencia de un diagnóstico y tratamiento tempranos, los pacientes pediátricos con HAP tienen una baja tasa de supervivencia.
Aquí, se exploraron los biomarcadores séricos para distinguir a los niños con hipertensión arterial pulmonar asociada con cardiopatía congénita (PAH-CHD) de CHD
Las muestras se analizaron mediante metabolómica basada en espectroscopía de resonancia magnética nuclear y se cuantificaron 22 metabolitos mediante cromatografía líquida de rendimiento ultraalto y espectroscopía de masas en tándem.
Los niveles séricos de betaína, colina, S-adenosil metionina (SAM), acetilcolina, xantosina, guanosina, inosina y guanina se alteraron significativamente entre CHD y PAH-CHD.
El análisis de regresión logística mostró que la combinación de suero SAM, guanina y propéptido natriurético cerebral N-terminal (NT-proBNP) produjo una precisión predictiva de 157 casos del 92,70 % con un área bajo la curva del valor de la curva característica operativa del receptor de 0,9455 .
En primer lugar, se examinaron e identificaron los metabolitos diferenciales en 40 casos de CHD, 32 casos de PAH-CHD y 42 sujetos HC mediante el método metabolómico basado en 1 HNMR.
Se encontró que las principales vías metabólicas afectadas fueron el metabolismo de los aminoácidos, el metabolismo de la colina y el metabolismo de las purinas.
Sin embargo, debido a la sensibilidad limitada de 1 HNMR, es difícil para la identificación y el análisis cuantitativo absoluto.
Por lo tanto, se estableció un método UPLC-MS/MS para cuantificar los niveles séricos de 22 metabolitos en 92 pacientes con CHD, 65 pacientes con PAH-CHD y 58 sujetos con HC.
Los resultados mostraron que, en comparación con el grupo CHD, los contenidos séricos de 8 metabolitos, como betaína, colina, SAM, acetilcolina, xantosina, guanosina, inosina y guanina, se alteraron significativamente (P < 0,05) en el grupo PAH-CHD.
Zeneng Wang et al. informó que el aumento de los niveles de colina y betaína en la sangre se asoció con un mayor riesgo de enfermedad cardíaca.
Los resultados mostraron que los contenidos de betaína, colina y acetilcolina aumentaron en el grupo CHD en comparación con el grupo HC.
Un estudio metabolómico mostró que la elevación de la serotonina, taurina, creatina, sarcosina y 2-oxobutanoato en sangre, y la disminución del ácido vanililmandélico, 3,4-dihidroximandelato, 15-ceto-prostaglandina F2α, fructosa 6-fosfato, l-glutamina, dehidroascorbato , hidroxipiruvato, treonina, l-cistina y 1-aminociclopropano-1-carboxilato en el grupo CHD-PAH en comparación con el grupo CHD.
Sin embargo, en este estudio no se obtuvo la cuantificación absoluta de estos metabolitos.
Aquí, se confirmó el aumento del contenido de betaína sérica, colina, acetilcolina y SAM en el grupo PAH-CHD por UPLC-MS/MS, que fue similar a lo informado en la literatura.
Los resultados indicaron que durante el proceso de CHD a PAH-CHD, el contenido de betaína, colina, acetilcolina y SAM aumentó continuamente, lo que sugiere que estos 4 metabolitos podrían estar asociados con la aparición y el desarrollo de la enfermedad de CHD.
Además, A Edlund et al. encontraron que en pacientes con cardiopatía isquémica, los metabolitos del metabolismo de las purinas se liberaban en gran medida en el miocardio durante la isquemia miocárdica, lo que sugiere que la cardiopatía isquémica podría estar asociada con el metabolismo de las purinas.
Un estudio reciente mostró que el metabolismo de las purinas se alteró significativamente en la HAP asociada con la cohorte de derivación congénita de izquierda a derecha (PAH-LTRS).
Los resultados experimentales mostraron que los metabolitos de purina en el grupo CHD y el grupo PAH-CHD cambiaron significativamente con respecto a los del grupo HC.
En comparación con el grupo CHD, los contenidos de xantosina, guanosina, inosina y guanina en el grupo PAH-CHD aumentaron significativamente (P <0,05).
Wei Sheng et al. informaron una reducción significativa en los niveles de metilación en niños con tetralogía de Fallot (TOF) y sugirieron que los niveles bajos de metilación podrían aumentar el riesgo de TOF en niños .
Algunos estudios mostraron que la betaína, la colina, la acetilcolina, la SAM y la xantosina, la guanosina, la inosina y la guanina eran los metabolitos relacionados con el metabolismo del carbono, que son los donantes de metilo comunes para la reacción de metilación.
Por lo tanto, se especula que la metilación podría estar asociada con el desarrollo de CHD.
La acumulación de betaína, colina, acetilcolina, SAM, xantosina, guanosina, inosina y guanina en niños con PAH-CHD podría deberse a la baja reacción de metilación de los niños con PAH-CHD.
En resumen, los cambios en los metabolitos en PAH-CHD y si estas alteraciones están relacionadas con el desarrollo de PAH-CHD rara vez se informan, y se seguirá investigando el mecanismo.
La PAH es una complicación común en la etapa tardía de la CC que tiene mal pronóstico una alta morbilidad y mortalidad,.
Por lo tanto, es importante evaluar nuevos biomarcadores no intervencionistas para el diagnóstico de PAH-CHD.
George Giannakoulas et al. revisaron sistemáticamente 26 estudios relacionados con PAH-CHD y encontraron que, en comparación con los controles sanos, los pacientes con PAH-CHD tenían péptido natriurético tipo B (BNP) y NT-proBNP más altos, y sugirieron que BNP podría ser marcadores simples y efectivos para el pronóstico y el momento de la intervención del tratamiento de PAH-CHD.
David M. et al. encontraron que las células endoteliales circulantes podrían ser una herramienta valiosa para definir estrategias terapéuticas en pacientes con PAH-CHD.
Además, los estudios demostraron que las troponinas cardíacas sensibles, el factor de crecimiento del tejido conectivo y el factor de diferenciación del crecimiento-15 podrían ser el marcador de diagnóstico de PAH-CHD.
En comparación con la dificultad y el alto costo de cuantificar proteínas y péptidos específicos, es mucho más fácil cuantificar los metabolitos moleculares pequeños en suero.
La literatura informó que NT-ProBNP puede ser un biomarcador potencial de hipertensión pulmonar.
De acuerdo con la literatura, se encontró que el contenido de NT-proBNP en el grupo PAH-CHD aumentó significativamente (alrededor de 7 veces) en comparación con el grupo CHD.
Después del análisis de regresión logística binaria, se seleccionaron las combinaciones de SAM, guanina y NT-proBNP por la mejor eficacia diagnóstica.
Los resultados mostraron que la precisión de predicción promedio de 92 casos de CHD y 65 casos de muestras de suero de PAH-CHD fue del 92,70 %, el AUROC fue de 0,9455 y la sensibilidad y la especificidad fueron de 0,8333 y 0,9873 respectivamente.
Por lo tanto, se espera que SAM, guanina y NT-proBNP séricos sean una posible combinación de biomarcadores para el diagnóstico diferencial de PAH-CHD.
Sin embargo, se debe realizar un estudio sobre una gran cantidad de muestras clínicas, flujo de metabolitos y estabilidad de biomarcadores para la recolección de suero para validar aún más los resultados de este estudio.
Como conclusión, la detección de nuevos biomarcadores séricos tiene una gran importancia clínica para mejorar el diagnóstico de PAH-CHD. La metabolómica basada en 1 HNMR mostró que las vías metabólicas del nitrógeno, los aminoácidos y las purinas estaban significativamente alteradas en el suero de pacientes con PAH-CHD.
Por lo tanto, se cuantificaron más 22 metabolitos mediante UPLC-MS/MS.
Después del análisis de regresión logística binaria, un panel de biomarcadores compuesto por SAM, guanina y NT-proBNP mostró la mejor eficiencia diagnóstica.
La precisión de predicción promedio de 92 casos de CHD y 65 muestras de suero PAH-CHD fue del 92,70% con AUROC de 0,9455.
Por lo tanto, se cree que este panel de 3 marcadores tiene el potencial de usarse en la práctica clínica para el diagnóstico temprano y la detección de PAH-CHD.
* Jin N, Yu M, Du X, Wu Z, Zhai C, Pan H, Gu J, Xie B. Identification of potential serum biomarkers for congenital heart disease children with pulmonary arterial hypertension by metabonomics. BMC Cardiovasc Disord. 2023 Mar 29;23(1):167. doi: 10.1186/s12872-023-03171-5. PMID: 36991345; PMCID: PMC10061882.
