Developmen of new strategies and methodologies to approach neurodegenerative diseases with metabolomics
- Autores: Carolina Gonzalez-Riano
- Directores de la Tesis: Coral Barbas Arribas (dir. tes.), Antonia García Fernández (codir. tes.)
- Lectura: En la Universidad CEU San Pablo ( España ) en 2018
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Javier de Felipe Oroquieta (presid.), Francisco Javier Rupérez Pascualena (secret.), Beatriz Cubelos (voc.), Mariano Ruiz Gayo (voc.), Michal Ciborowski (voc.)
- Materias:
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- Tesis en acceso abierto en: TESEO
- Resumen
El término “enfermedad neurodegenerativa” engloba un amplio abanico de enfermedades, las cuales se distinguen en función del área cerebral o el tipo de neuronas que se vean afectadas por la alteración metabólica producida debido al proceso degenerativo. A pesar de que los desórdenes degenerativos del sistema nervioso central (SNC) poseen un factor desencadenante distinto y una etiología muy compleja, todas ellas muestras una serie de síntomas comunes, como la pérdida y disfunción progresiva de neuronas, pérdida de memoria, dificultad en el habla, ansiedad, o cambios repentinos de humor. La enfermedad de alzheimer, el parkinson, huntington, o la esclerosis lateral amiotrófica son las enfermedades con más prevalencia en la población mundial, y se espera que su incidencia aumente durante las próximas décadas. Una alteración frecuente detectada en pacientes con este tipo de patologías es la disfunción visual, que se presenta en distintas formas. Este síntoma es producido por un deterioro del nervio óptico causado por la pérdida de las células ganglionares retinales, principalmente causada por una disfunción mitocondrial. Por ello, el estudio de las retinopatías ópticas se ha extrapolado para el estudio de otros desórdenes degenerativos del SNC y las ha señalado como una vía alternativa para la detección de patrones bioquímicos asociados con el desarrollo y progreso del deterioro neuronal y su consiguiente muerte.
La falta de conocimiento acerca de la fisiopatología de los procesos neurodegenerativos que gobiernan en estas enfermedades, y la ausencia de biomarcadores para su pronta detección o tratamiento, hace que la metabolómica, considerada como la última pieza del puzle de las ciencias ómicas, sea considerada como una herramienta muy poderosa. Esta última rama de la bioquímica analítica podría ampliar el conocimiento actual para la investigación sobre la prevención, pronóstico, diagnóstico, o detección de posibles factores de riesgo relacionados con el desarrollo de dichas enfermedades. Por todo ello, la metabolómica se puede considerar como un enfoque alternativo que permite el análisis global de una amplia gama de cambios metabólicos que tienen lugar dentro del SNC, en el inicio y en la progresión de trastornos neurodegenerativos, incluidos cambios en metabolitos presentes a muy bajos niveles de concentración.
En la presente tesis se ha perseguido tanto el desarrollo de nuevas metodologías como poner a punto métodos previamente existentes, basadas cromatografía de líquidos acoplada a espectrometría de masas (LC-MS), cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas (GC-MS), y electroforesis capilar acoplada a espectrometría de masas (CE-MS), para el análisis de distintos tipos de matrices biológicas con el fin de obtener métodos analíticos lo más ajustados posible al tipo de muestra que se pretenda analizar y así abarcar un mayor rango de metabolitos integrantes en el metaboloma propio de dicha muestra.
A través de estrategias de metabolomica dirigida y no dirigida, se ha logrado el desarrollo, optimización y validación de métodos analíticos adecuados para el análisis de diferentes tipos de tejidos del SNC: nervio óptico, hipocampo, hemisferio cerebral, y biofluidos (orina) utilizando sólo una o múltiples plataformas. A su vez, se implementaron estas metodologías para estudiar modelos animales o cohortes de pacientes con el objetivo de aportar luz en los mecanismos biológicos que sustentan el inicio y la progresión de procesos neurodegenerativos y reforzar el establecimiento de buenas prácticas cuando se trabaja con tejidos post-mortem.
1. R. Pal, G. Alves, J.P. Larsen, S.G. Moller, New Insight into Neurodegeneration: the Role of Proteomics, Molecular Neurobiology 49(3) (2014) 1181-1199.
2. J.B. German, B.D. Hammock, S.M. Watkins, Metabolomics: building on a century of biochemistry to guide human health, Metabolomics 1(1) (2005) 3-9.
3. S. Naz, M. Vallejo, A. Garcia, C. Barbas, Method validation strategies involved in non-targeted metabolomics, Journal of Chromatography A 1353 (2014) 99-105.
