Investigadores del CIAL ayudan a desentrañar las alteraciones metabólicas asociadas al COVID-19

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Los investigadores del CIAL Alberto Valdés y Alejandro Cifuentes (www.cial.uam-csic.es/pagperso/foodomics/) colaboran con investigadores del Hospital Clínico de Valladolid, de La Princesa y de la Instituto de Biomedicina y Genética Molecular (IBGM, CSIC-UVa) para proporcionar biomarcadores que puedan ayudar a comprender mejor cómo evoluciona la enfermedad COVID-19 y predecir cómo podría progresar un paciente en función del perfil de metabolitos del plasma obtenido en una etapa temprana de la infección. El fruto de este trabajo se ha publicado recientemente en la revista Scientific Reports (Valdés, A., Moreno, L.O., Rello, S.R. et al. Metabolomics study of COVID-19 patients in four different clinical stages. Sci Rep 12, 1650 (2022). https://doi.org/10.1038/s41598-022-05667-0)

Para comprender la patobiología del SARS-CoV-2 en humanos es necesario desentrañar los cambios metabólicos que se producen en los individuos una vez que se ha producido la infección. Para aportar nueva información sobre el perfil alterado de biomoléculas y de las las vías biológicas alteradas de pacientes de SARS-CoV-2. Se emplea la la metabolómica utilizando análisis HPLC-QTOF-MS de muestras de plasma en el diagnóstico de COVID de un total de 145 pacientes adultos, divididos en diferentes etapas clínicas según su resultado clínico posterior (25 controles negativos (no-COVID); 28 positivos pacientes con enfermedad asintomática que no requirieron hospitalización, 27 pacientes positivos con enfermedad leve definida por un tiempo total de hospitalización inferior a 10 días, 36 pacientes positivos con enfermedad grave definida por un tiempo total de hospitalización superior a 20 días y/o ingreso en la UCI; y 29 pacientes positivos con desenlace fatal o fallecidos). Además, también se obtuvieron muestras de seguimiento entre 2 y 3 meses tras el alta hospitalaria de los pacientes hospitalizados con pronóstico leve. En el presente trabajo, se encontraron varios metabolitos como biomarcadores potenciales para distinguir entre los grupos de enfermedad en etapa terminal y en etapa temprana (o no COVID). Estos metabolitos están implicados principalmente en el metabolismo de las carnitinas, los cuerpos cetónicos, los ácidos grasos, las lisofosfatidilcolinas/fosfatidilcolinas, el triptófano, los ácidos biliares y las purinas, así como el omeprazol. Esto sugiere que metabolitos como 3-hidroxibutirato, ácido linoleico, LPC (14: 0 y 18:2), LPE (22:6), ácido quinurénico y triptófano como potenciales biomarcadores de gravedad clínica. Además, los niveles de varios de estos metabolitos disminuyeron a valores “normales” al alta hospitalaria, lo que sugiere que algunos de ellos son biomarcadores de pronóstico temprano en COVID-19 al momento del diagnóstico.

Este trabajo también muestra que la metabolómica es un recurso muy valioso para una mejor comprensión de las respuestas metabólicas del huésped asociadas con COVID-19, para ampliar nuestro conocimiento sobre la patogenia de los pacientes bajo diferentes condiciones sintomáticas y para ayudar en la identificación de biomarcadores de enfermedades y el desarrollo de ensayos diagnósticos, así como posibles estrategias terapéuticas. Las estrategias metabolómicas utilizadas para combatir la pandemia podrían sentar las bases de un plan a largo plazo para futuros brotes. Además, los avances novedosos logrados a través de estos enfoques ómicos (y multiómicos) no solo ayudarán a combatir esta pandemia, sino que también impulsarán una adopción más amplia de estas tecnologías por parte de la comunidad científica y las instituciones gubernamentales. Sin embargo, quedan muchas preguntas por responder sobre el COVID-19.

Valdés, A., Moreno, L.O., Rello, S.R. et al. Metabolomics study of COVID-19 patients in four different clinical stages. Scientific Reports 12, 1650 (2022). https://doi.org/10.1038/s41598-022-05667-0