Die Kernspinresonanzspektroskopie (NMR) wird eingesetzt, um eine Fehlregulation der Metaboliten bei Patienten mit verschiedenen Erkrankungen zu identifizieren. Diese Technik ermöglicht die Quantifizierung der gestörten Metaboliten und entwirrt die pathophysiologischen Erkenntnisse. Hier beschreiben wir Schritt für Schritt das Vorgehen des NMR-basierten Ansatzes zur metabolischen Charakterisierung der Patienten.
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Methodenartikel
Identifizierung und Quantifizierung gestörter Metaboliten bei kritisch kranken Patienten mittels NMR-basierter Metabolomik
In diesem Artikel
Zusammenfassung
Zusammenfassung
Die Metabolomik entwickelt sich zu einem wichtigen Ansatz, um die Reaktion des Individuums auf pathophysiologische Bedingungen widerzuspiegeln. Die Kernspinresonanzspektroskopie (NMR) hat sich zu einem Instrument entwickelt, um metabolische Fehlregulationen bei kritisch kranken Patienten zu identifizieren, die an Erkrankungen wie dem akuten Atemnotsyndrom (ARDS), der schweren akuten Pankreatitis (SAP), dem akuten Nierenversagen (AKI) und der Sepsis leiden. Die spektralen Daten der Serumprobe der Studien- und Kontrollgruppe werden mit einem 800 MHz NMR-Spektrometer aufgezeichnet und mit NMR-Verarbeitungs- und Analysewerkzeugen verarbeitet. Darüber hinaus wird eine strenge statistische Analyse, wie z. B. univariate und multivariate Tests, durchgeführt, um signifikante Metaboliten zu lokalisieren, die dann mit Hilfe von NMR-Metaboliten-Quantifizierungssoftware genau identifiziert und quantifiziert werden. Darüber hinaus hebt die Signalweganalyse die gestörten biochemischen Zyklen hervor, die zur Schwere der Erkrankung führen. Durch diesen umfassenden Ansatz wollen die Forscher tiefere Einblicke in die metabolischen Veränderungen gewinnen, die mit diesen kritischen Krankheiten verbunden sind, und so möglicherweise den Weg für ein besseres Verständnis der Krankheit und verbesserte Diagnose- und Behandlungsstrategien ebnen.
Einleitung
Trotz kontinuierlicher Bemühungen, weltweit eine effiziente Krankheitsdiagnose zu ermöglichen, hat die zielgerichtete Therapie ihr wahres Potenzial noch nicht ausgeschöpft. Verschiedene Ansätze, wie z.B. Transkriptomik, Proteomik usw., haben zur Identifizierung mehrerer Biomarker geführt, die jedoch aufgrund der mangelnden Sensitivität und Spezifität keinen ausreichenden klinischen Nutzen hatten 1,2. Die zielgerichtete Therapie ist bei einigen multifaktoriellen Erkrankungen eine große Herausforderung, die schließlich zu einer höheren Sterblichkeit führt. ....
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Protokoll
Die ethische Zulassung (IEC-Code: 2022-71-PhD-126) wurde von der IEC des Sanjay Gandhi Postgraduate Institute of Medical Sciences (SGPGIMS), Lucknow, erhalten. Es wurden schriftliche und informierte Einwilligungen von den Patienten oder ihren Angehörigen eingeholt, um die Studie durchzuführen und die Daten zu Forschungszwecken zu veröffentlichen. Darüber hinaus wurde die Forschung nach den institutionellen Richtlinien durchgeführt.
1. Studiendesign und ethische Freigabe
- Bestimmen Sie den Stichprobenumfang für jede Gruppe. Überprüfen Sie die Auswahlkriterien für die Teilnehmer sorgfältig und legen Sie sie fest. W....
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Ergebnisse
Um eine Metabolomik-Studie durchzuführen, ist es wichtig, die Stichprobengröße und die spezifischen Gruppen zu bestimmen, die analysiert werden sollen. Die Auswahl einer angemessenen Stichprobengröße ist unerlässlich, um signifikante Ergebnisse zu erhalten, die genau mit dem Schweregrad der Erkrankung korrelieren48. In dieser speziellen Arbeit haben wir jedoch eine kleine Stichprobengröße verwendet, um die Schritte bei der Identifizierung und Quantifizierung von Metaboliten mit Hilfe der NMR-basie.......
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Diskussion
Die Metabolomik identifiziert und quantifiziert effizient Metaboliten und zielt auf die Stoffwechselzyklen ab, die während der Krankheit gestört werden. Die Qualität der Ergebnisse hängt von der sorgfältigen Ausführung jedes Schritts im Metabolomik-Ansatz ab. Jede Phase, von der Probenauswahl und -entnahme bis zur Identifizierung des Signalwegs, ist entscheidend für die genaue Identifizierung der Hauptfaktoren, die zur Krankheit beitragen. Vor der Durchführung von Metabolomics ist eine g.......
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Offenlegungen
Die Autoren erklären, dass keine konkurrierenden finanziellen Interessen bestehen.
Danksagungen
Die AS dankt der Akademie für wissenschaftliche und innovative Forschung (AcSIR) für die Registrierung (Registrierungsnummer 10BB22A71002). AS dankt auch der Defence Research and Development Organization (DRDO) für das Stipendium. Wir danken dem Centre of Biomedical Research (CBMR) für die Bereitstellung der 800-MHz-NMR-Spektrometer-Einrichtung und die Finanzierung im Rahmen des intramuralen Projekts (CBMR/IMR/0008/2021). Wir danken auch der Abteilung für Intensivmedizin (CCM), SGPGIMS, für ihre ständige Unterstützung. Wir danken vielen Pflegekräften und vor allem den Patienten, die an dieser Studie teilgenommen haben. Diese Studie wu....
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Materialien
| Name | Unternehmen | Katalognummer | Kommentare |
|---|---|---|---|
| Centirfuge | Sigma aldrich | 3-18KS | |
| Chenomx NMR-Suite | NMR Suite, v9, Chenomx Inc., Edmonton, Kanada | Software zur Quantifizierung von NMR-Metaboliten | |
| Co-axialer Einsatz | Sigma aldrich | Z278513 | |
| Deuterimoxid | Sigma aldrich | 151882 | |
| Eppendorf Röhrchen | Tarsons | 500020 | |
| Metaboanalyst | Wishart Research Group | Metabolomics statistische Analysesoftware | |
| NMR-Röhrchen | Wilmad | Z412007 | 5mm Durchmesser |
| Pipette | Eppendorf research plus | 3123000039 | 0-100 μ l |
| Fläschchen für die Probenentnahme | Tarsons Kryo-Kühlfläschchen | 523194 | |
| Natriumazid | Sigma aldrich | S2002 | |
| Natriumchloridkristall | Sigma aldrich | S9625 | |
| Natriumphosphat zweibasisch | Sigma aldrich | 567550 | |
| Natriumphosphat monobasisch | Sigma aldrich | S0751 | |
| Topspin 3.6.4 | Bruker | NMR-Verarbeitungs- und Analysewerkzeug | |
| Tsp-Salz | Sigma aldrich | 269913 |
Referenzen
- Rubenfeld, G. D. Confronting the frustrations of negative clinical trials in acute respiratory distress syndrome. Ann. Am. Thorac. Soc. 12 (Supplement 1), S58-S63 (2015).
- Ware, L. B., et al. Prognos....
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Nachdrucke und Genehmigungen
