Un estudio realizado por un equipo de investigadores del Centro de Ingeniería General de Medicina del Hospital de Massachusetts MGH-CEM y el Hospital Shriners para Niños ha hecho un avance tecnológico para acelerar el descubrimiento de objetivos farmacológicos para la obesidad, la diabetes tipo II y otros efectos metabólicosEl nuevo flujo de trabajo experimental y computacional implica el primer uso de modelos de derivación gástrica de roedores, espectrometría de masas de última generación y una variedad de herramientas bioinformáticas para comenzar a desentrañar cómo la cirugía de derivación gástrica conduce a la pérdida de peso y una resolución de tipo 2diabetes. Su informe sobre el impacto de la cirugía en el metabolismo del hígado apareció el mes pasado en la revista Tecnología .
"Los efectos terapéuticos del bypass gástrico nos dan la esperanza de que podamos descubrir nuevos medicamentos para la obesidad y la diabetes", dice Nima Saeidi, PhD, del MGH-CEM, investigador principal del proyecto. "Nuestro objetivo es realizar ingeniería inversa del pesopérdida y resolución del control del azúcar en la sangre sin tener que realizar un procedimiento tan invasivo. Para lograr esto, primero debemos ser capaces de capturar cómo los órganos metabólicos como el hígado, los músculos, el tejido adiposo e incluso el intestino delgado se reprograman después de la cirugía paradesencadenar la pérdida de peso y la reversión de la resistencia a la insulina "
Para abordar este desafío, el equipo ha estado explotando los rápidos avances en espectrometría de masas para cuantificar de manera efectiva miles de biomoléculas, a saber, metabolitos y proteínas, a fin de obtener pistas sobre cómo tejidos específicos u órganos completos responden al bypass gástrico. En el presente estudio, utilizaron el flujo de trabajo de proteómica SWATH de última generación para descubrir aproximadamente 100 proteínas en hígados de ratas, cuyos niveles se vieron significativamente afectados por la cirugía de bypass gástrico Roux-en-Y RYGB. Estas incluían proteínas involucradas en el transporte de hierro, lípidosEl metabolismo y la conjugación de ácidos biliares, algunos de los cuales pueden ser objetivos drugables para la enfermedad metabólica utilizando una versión específica del hígado de la tecnología de silenciamiento génico RNAi. Después de demostrar la utilidad de esta plataforma, el equipo planea expandir el análisis para estudiar los efectos de RYGBen la conversación cruzada de múltiples órganos a través de proteínas secretadas en el torrente sanguíneo.
Gautham Vivek Sridharan, PhD, autor principal del artículo dice: "Finalmente hemos llegado a una etapa en la investigación biomédica en la que podemos interrogar a los sistemas complejos in vivo mediante la adquisición rentable de datos de ARNm, proteínas y metabolitos a gran escala. El desafío permanece en elinterpretación de estos datos de alta dimensión para proporcionar información biológica sobre cómo la cirugía desencadena las vías metabólicas y de señalización específicas del tejido ".
En el estudio, Sridharan siguió un enfoque basado en la red para integrar los datos de proteínas y metabolitos para descubrir subredes o módulos afectados por la cirugía que pueden no haber sido intuitivos según las vías convencionales de los libros de texto. Agrega: "Avanzando,El desarrollo de algoritmos basados en la red para manejar los datos 'omics' de series temporales será imprescindible para desentrañar las complejas relaciones de causa y efecto, como el impacto de los niveles de hormonas plasmáticas postquirúrgicas en la reprogramación transcripcional de tejidos "
Martin Yarmush, MD, PhD, director del MGH-CEM y coautor correspondiente del artículo, subraya la naturaleza multidisciplinaria del trabajo. "Los investigadores en el campo han buscado este tipo de análisis multicomicto durante mucho tiempoen un modelo de derivación gástrica de roedores para estudiar la enfermedad metabólica, pero el trabajo requirió experiencia en cirugía de roedores, análisis multiómico y biología computacional. En el CEM, permitimos que los científicos de ingeniería aborden problemas complejos en biomedicina en un hospital de investigación de clase mundialen colaboración con médicos. Este trabajo probablemente será de gran interés para las empresas de biotecnología que aspiran a construir su cartera de medicamentos en el área de enfermedades metabólicas ".
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Materiales proporcionado por Hospital General de Massachusetts . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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