Exploring the capabilities in the diverse analytical platforms in metabolomics = Explorando las capacidades de distintas herramientas analíticas en estudios de metabolómica.

Abstract

Cada plataforma analítica presenta características propias que las han hecho adecuadas para un grupo de metabolitos. En este sentido cada técnica analítica caracteriza una parte distinta del metaboloma. El metabolismo formado por una red de conexiones compleja en la que participan una vasta cantidad de enzimas, transportadores y mecanismos genera por tanto una cantidad muy grande de metabolitos en concentraciones muy diversas en el organismo. Por lo que cada una de las técnicas analíticas es capaz de ver un grupo distinto de metabolitos según las propiedades físico-químicas de los metabolitos y el límite de sensibilidad de la técnica (RMN, CE–UV<MS). Sin embargo, incluso usando cualquier plataforma acoplada a MS seguirán presentes algunos compuestos que estén por debajo de su límite de detección. Durante la realización de este trabajo doctoral se demostró que GC–MS, RMN, CE–UV y LC- MS son técnicas que pueden trabajar de forma fiable para obtener el perfil del análisis no dirigido en muestras biológicas. Por otro lado, cuando el análisis es dirigido es necesario desarrollar un método de análisis para los compuestos de interés. Aquí, una de las herramientas presentadas para cumplir con ese deber fue la CE–LIF. Esta técnica representa una buena opción debido a su alta sensibilidad y especificidad. Todas estas plataformas analíticas forman parte de las herramientas para obtener un perfil integrado más cercano a captar el metaboloma. Por último, el campo de la metabolómica está en continua evolución y con ello, las plataformas de análisis y herramientas informáticas y de tratamiento de datos. Con esta idea en mente, es posible que nuevas pruebas clínicas de diagnóstico y pronóstico estén cerca de realizarse a través de uno de los enfoques de la metabolómica utilizando cualquiera de las técnicas de alto rendimiento.

The present doctoral dissertation shows a group of applications in the metabolomics field with a strong emphasis on the utilization of different analytical platforms. Therefore, this thesis has been divided into three sections according to different strategies in metabolomics and analytical methodology: i) method development and validation; ii) non-targeted metabolomics; and iii) targeted analysis. Each one focuses on obtaining different kinds of characteristic information. Taking into account the interest that the analytical techniques have awoken in the scientific field, the general objective of this research work has been to cover most of the analytical techniques in the field of metabolomics that is used in different applications and biological samples. The main purpose is to show the contribution of analytical techniques, their characteristics and capabilities to achieve the aims of each study. Furthermore, the important aspects of each technique beyond the common aspects mentioned in literature will be discussed in each chapter, including the problems and challenges faced in each specific context. Along with the analytical equipment, the aspects involved with each project – such as sample and data treatment, multivariate and pathway analysis, and biochemical explanation – were integrated as a part of the study.