Η μεταβολομική διερευνά τις μεταβολές στις ποσότητες των μικρών μορίων (μεταβολιτών) που προέρχονται από αναβολικές ή καταβολικές διεργασίες και είναι ανιχνεύσιμες σε βιολογικά υγρά (αίμα, ούρα, σάλιο, εγκεφαλονωτιαίο υγρό), κύτταρα, ιστούς και όργανα [BMC Syst Biol. 2017; 11: 142. doi: 10.1186/s12918-017-0521-2].

Η μεταβολομική αναλύει τις απόλυτες ποσότητες για πάνω από 100 μεταβολίτες, συμπεριλαμβανομένου του κύκλου TCA, της οδού φωσφορικής πεντόζης, του μεταβολισμού πουρινών, του μεταβολισμού της γλουταθειόνης, του μεταβολισμού της κυστεΐνης και της μεθειονίνης, της γλυκόλυσης και της γλυκονεογένεσης. Αυτή η ανάλυση καταδεικνύει τη δυνατότητα εφαρμογής για τη μελέτη του οξειδωτικού στρες, αλλά και την σε βάθος μελέτη διαφόρων οξειδωτικών και άλλων φαινομένων που σχετίζονται γενικότερα με το κυτταρικό στρες, και αντανακλούν τόσο την εξασθενημένη μιτοχονδριακή λειτουργία όσο και τις μειωμένη κυτταρική άμυνα πρώτης γραμμής και την αδυναμία αντιστάθμισης της απώλειας ενέργειας [Sci Rep. 2021 Jul 29;11(1):15471. doi: 10.1038/s41598-021-94585-8].

Οι μεταβολομικές αναλύσεις περιγράφουν λεπτομερώς τις κατάντη συνέπειες της νόσου, παρέχοντας όλες τις πληροφορίες των κυτταρικών διεργασιών, που είναι κοντά στον κλινικό φαινότυπο. Τέτοιες πληροφορίες είναι και η διαφορά σε σχέση με τις άλλες γονιδιωματικές ή άλλες «ωμικές» αναλύσεις, οι οποίες παρέχουν πληροφορίες που γενικά θεωρούνται και είναι μακριά από τη φαινοτυπική και κλινική εκδήλωση [J Am Chem Soc. 2011;133(14):5170–5173. doi: 10.1021/ja108347d].

Και αυτό συμβαίνει, διότι οι μεταβολίτες αποτελούν και περιγράφονται ως οι πλησιέστεροι ανταποκριτές της νόσου, επειδή η αφθονία τους σε βιολογικά δείγματα συχνά σχετίζεται άμεσα με παθογόνους μηχανισμούς και αυτή η έννοια αποδεικνύεται συνήθως στα εργαστηριακά αποτελέσματα της κλινικής χημείας [Gerszten and Wang 2008, Nature 451: 949–952].

Φέρνοντας το μικροβίωμα στο μείγμα, μελέτες προφίλ μεταβολιτών έδειξαν ότι τα μικρόβια μπορούν να παράγουν μια μεγάλη ποικιλία μεταβολιτών, που κυμαίνονται από μικρά αμινοξέα διακλαδισμένης αλυσίδας έως πιο περίπλοκα μόρια όπως τα χολικά οξέα που επηρεάζουν την υγεία μας [Methods, Volume 222, February 2024, Pages 81-99].

Αν και η σημασία του μικροβιώματος υποψιάστηκε για πρώτη φορά στα μέσα της δεκαετίας του 1980, η έλευση νέων γονιδιωματικών τεχνολογιών στον 21ο αιώνα κατέστησε δυνατό τον εντοπισμό χιλιάδων διαφορετικών ειδών και οικογενειών βακτηρίων που κατοικούν στο ανθρώπινο έντερο [Valdes AM, et al., BMJ. 2018; 361:Κ2179. doi: 10.1136/bmj.k2179].

Είναι πλέον δυνατό να δούμε τις επιπτώσεις της διατροφής, της άσκησης και των προβιοτικών στην οικολογία του εντέρου και να δούμε την επίδραση της μικροβιολογικής ποικιλομορφίας και σύνθεσης στον κίνδυνο χρόνιων ασθενειών, συμπεριλαμβανομένων ορισμένων μολυσματικών ασθενειών. Το ενδιαφέρον για αυτόν τον τομέα αυξάνεται ραγδαία από το 2013 [Am J Lifestyle Med. 2020 Mar-Apr; 14(2): 169–186. doi: 10.1177/1559827619834527. Ann Nutr Metab. 2011;59(suppl 1):28-42. doi: 10.1159/000334150].