Resumen de Síntesis, purificación, caracterización y aplicación de biocompuestos marcados isotópicamente
La presente Tesis Doctoral se engloba dentro del programa de doctorado de Análisis Químico, Bioquímico, Estructural y Modelización Computacional de la Universidad de Oviedo y los trabajos desarrollados y descritos en esta Tesis han sido realizados entre 2017 y 2022 bajo la dirección de Don Juan Manuel Marchante Gayón y de Don Pablo Rodríguez González, ambos profesores de la Universidad de Oviedo, pertenecientes al Grupo de Isótopos Estables Enriquecidos del Departamento de Química Física y Analítica. En el contexto de esta Tesis, los isótopos estables enriquecidos se encuentran en moléculas, conformando moléculas marcadas isotópicamente, cuyo uso más frecuente es junto a la Espectrometría de Masas para llevar a cabo análisis por Dilución Isotópica (IDMS). La Espectrometría de Masas, en sus diferentes variantes, es una herramienta analítica fundamental para la resolución de los problemas químico-analíticos que se plantean en una gran variedad de campos científicos y técnicos, incluyendo el ámbito clínico. En combinación con la cromatografía de gases y la cromatografía de líquidos posibilita la determinación una gran variedad de biocompuestos de interés clínico, gracias en gran medida a la elevada sensibilidad, exactitud y precisión de los resultados obtenidos. Así mismo, el empleo de patrones marcados isotópicamente permite el desarrollo de metodologías analíticas (IDMS) que proporcionan ventajas únicas respecto a otras estrategias de calibración. IDMS está considerado un método primario de medida, ya que permite corregir la mayoría de los errores aleatorios y sistemáticos de una metodología analítica, por lo que los resultados obtenidos son directamente trazables al Sistema Internacional de Unidades (SI). Por tanto, estas metodologías están consideradas metodologías analíticas de referencia y sirven para validar los métodos analíticos de rutina empleados en los laboratorios clínicos. Sin embargo, la utilización de esta herramienta analítica requiere el empleo de compuestos marcados isotópicamente que suelen ser costosos o no existir comercialmente, como suele ser en el caso de moléculas complejas como las proteínas o los péptidos.
La presente Tesis Doctoral ha abordado la producción de patrones marcados isotópicamente y su posterior uso con métodos IDMS. Para ello se han desarrollado, en primer lugar, diferentes métodos de síntesis y de biosíntesis de moléculas marcadas tanto en 15N como en 13C. Así mismo, tras la producción de moléculas marcadas se han purificado y caracterizado los compuestos marcados para poder emplearlos posteriormente. Paralelo a este proceso se han desarrollado diferentes metodologías analíticas, tanto para caracterizar los patrones como para su aplicación a diferentes muestras: procesos de tratamiento de muestra, como extracciones o derivatizaciones, separaciones por cromatografía de líquidos y de gases, procesos computacionales para tratamiento de datos avanzado y desarrollo de estrategias de cuantificación novedosas. Finalmente, los diferentes compuestos marcados sintetizados y los métodos desarrollados han sido aplicados en diferentes campos del análisis como la cuantificación absoluta de moléculas de interés clínico (Capítulo 1), la cuantificación de péptidos de forma trazable al SI (Capítulo 2), la medida del porcentaje de metilación de citosinas en muestras de ADN (Capítulo 3) y la identificación (anotación) de metabolitos celulares a través de herramientas computacionales y moléculas marcadas isotópicamente (Capítulo 4).
