En el cine, los científicos pueden tomar una muestra de sangre de alguien, ponerlo en un espectrómetro de masas, y determinar rápidamente todo lo que hay en la muestra.

En la vida real, solo pueden rayar la superficie, porque cómo el cuerpo descompone miles de sustancias químicas de las drogas, alimentos los cosméticos y otras exposiciones siguen siendo un territorio inexplorado o "materia oscura". Conocen los puntos de partida químicos, pero no conocen todos los productos de desglose o dónde aparecerán esos productos en sus análisis.

Los investigadores de Emory han desarrollado un sistema para generar "metabolitos xenobióticos", los productos de degradación, a partir de sustancias químicas ambientales, para que puedan analizarse a gran escala. Potencialmente, el sistema podría usarse para establecer cómo se metabolizan los productos químicos y distinguir quién ha estado expuesto y cuánto, incluso si la sustancia química original ya no está presente en el cuerpo.

"Este sistema nos permite identificar la presencia de sustancias químicas en función de sus productos de biotransformación posteriores, "dice el autor principal Ken Liu, Doctor., científico senior del Laboratorio de Biomarcadores Clínicos de la Facultad de Medicina de la Universidad de Emory. "Muchos de los productos de biotransformación posteriores no se pueden comprar y, de lo contrario, no se podrían identificar con seguridad".

La investigación, publicado el martes en Comunicaciones de la naturaleza , fue una colaboración apoyada por una subvención del programa de Metabolómica del Fondo Común de los NIH y por el Centro de Investigación del Exposoma HERCULES de Emory, ambos financiados por el Instituto Nacional de Ciencias de la Salud Ambiental.

El coautor del artículo es el científico investigador asociado Choon-Myung Lee, Doctor., en el Departamento de Farmacología y Biología Química. Los autores principales son Dean Jones, Doctor., profesor de medicina y director del Laboratorio de Biomarcadores Clínicos, y Edward Morgan, Doctor., profesor de farmacología y biología química.

El sistema utiliza extractos de hígado humano para metabolizar una sustancia química determinada, y luego analiza el patrón de los productos de degradación utilizando marcaje isotópico y espectrometría de masas de alta resolución. Esto genera una firma metabólica que los investigadores deben seguir para identificar la exposición relevante en humanos.

"Con esta información, potencialmente podríamos realizar un 'rastreo de contacto' químico para una exposición original, incluso si la sustancia química original ya no está presente, "Dice Liu." Estamos tratando de capturar la diversidad de exposiciones químicas que están presentes en cada individuo, ya que la mayor parte del riesgo de enfermedad se atribuye a exposiciones ambientales ".

Como demostración de las capacidades del sistema, los investigadores utilizaron su sistema para analizar muestras de sangre de pacientes del Hospital Universitario de Emory. Pudieron identificar con éxito a aquellos que estaban tomando varios medicamentos, como acetaminofén, el antidepresivo bupropión, el anticoagulante warfarina y los betabloqueantes metoprolol y carvedilol. Pudieron confirmar la exposición basándose en registros médicos electrónicos.

En una segunda prueba, los investigadores analizaron muestras de sangre y orina de un ensayo clínico de microbioma para buscar exposiciones químicas que no conocían de antemano.

"No sabíamos nada sobre la exposición a las drogas, la dieta o el medio ambiente en estas personas, "Dice Liu.

El equipo pudo detectar rastros de sustancias químicas que indican exposición a la nicotina, pimienta negra, o el omeprazol, un medicamento para la acidez estomacal.

"A medida que se procesan productos químicos y mezclas químicas adicionales mediante este enfoque, Prevemos poder trazar un mapa de la diversidad de exposiciones ambientales en la comunidad e identificar biomarcadores específicos que están relacionados con los resultados de salud. "Dice Liu." En última instancia, La adopción de este enfoque en la práctica clínica podría identificar factores de riesgo modificables para enfermedades humanas ".