Biomarcadores em condensados ​​de respiração exalada em lesão pulmonar aguda: detecção precoce e preditores de resultados

A lesão pulmonar aguda (LPA) e a síndrome do desconforto respiratório agudo (SDRA) são as principais causas de mortalidade e morbidade na unidade de terapia intensiva (UTI). As causas de ALI/SDRA diferem de paciente para paciente, incluindo sepse, aspiração, inflamação sistêmica, trauma, transfusão de sangue, etc. Com detecção e tratamento precoces, a taxa de sobrevivência pode ser melhorada significativamente. No entanto, muitas vezes é difícil diferenciar ALI/SDRA de edema pulmonar cardiogênico ou outras causas, mesmo com tecnologia avançada e ferramentas invasivas. Uma ferramenta potencial é o teste químico respiratório, variando desde a medição do gás exalado, como óxido nítrico exalado ou monóxido de carbono, até a determinação de compostos orgânicos voláteis e perfis de biomarcadores não voláteis. Sendo completamente não invasiva, a amostragem dos condensados ​​do ar exalado (EBC) permite que os médicos e pesquisadores avaliem as funções do corpo de maneira mais fácil e flexível. A respiração exalada contém milhares de compostos voláteis e não voláteis em quantidades vestigiais. Portanto, não é até recentemente, após o desenvolvimento de tecnologias de ponta altamente sensíveis na análise de amostras, que a avaliação desse tipo de espécimes humanos se torna possível. Tecnologias avançadas em proteômica, metabolômica, espectrometria de massa GC/LC e computação de reconhecimento de padrões geram um campo de criação de perfil de biomarcador exalado, chamado "breathomics". Após o estabelecimento do perfil metabolômico de EBC em pacientes com ALI, ARDS ou edema pulmonar cardiogênico, uma ferramenta não invasiva útil e poderosa para diagnóstico de ALI/ARDS e previsão de resultados pode ser configurada.

Metabolômica, ou metabonômica, é uma abordagem em larga escala para monitorar o maior número possível de compostos envolvidos em processos celulares em um único ensaio para derivar perfis metabólicos. Embora a metabolômica se referisse primeiro ao monitoramento de células individuais e a metabonômica se referisse a organismos multicelulares, esses termos agora são frequentemente usados ​​de forma intercambiável. As alterações metabólicas ocorrem através de vários mecanismos, incluindo regulação genética direta e alterações nas reações enzimáticas e metabólicas. A metabolômica permite uma avaliação global de um estado celular dentro do contexto do ambiente imediato, levando em consideração a regulação genética, atividade cinética alterada de enzimas e mudanças nas reações metabólicas. Assim, comparada com a genômica ou proteômica, a metabolômica reflete mudanças no fenótipo e, portanto, na função. Técnicas aplicadas ao perfil metabólico incluem ressonância magnética nuclear (RMN) e espectrometria de massa (MS). A metabolômica tem a vantagem de ser capaz de pesquisar proteínas ou metabólitos no sangue ou na urina. A metabolômica pode ser útil para entender os desequilíbrios metabólicos e para o diagnóstico de doenças humanas. Mais de 30 metabólitos endógenos foram estudados no tecido mamário, e o câncer de mama mostra compostos contendo colina total elevados (tCho), glicerofosfocolina baixa e glicose baixa em comparação com tumores benignos ou tecido saudável. Semelhante ao câncer de mama, o câncer de próstata exibe um perfil metabólico distinto caracterizado por altos níveis de tCho e fosfocolina, juntamente com um aumento nos produtos glicolíticos lactato e alanina. No câncer de próstata, o citrato também pode ser um marcador de resposta ao tratamento. Esses resultados mostram a utilidade potencial da metabolômica no diagnóstico e avaliação clínica do câncer.

Os testes químicos respiratórios têm um amplo espectro de aplicações, desde a medição da fração exalada de óxido nítrico (FeNO) para monitorar o efeito do tratamento anti-inflamatório na asma, até a determinação de compostos orgânicos voláteis (VOC) e o perfil de biomarcadores não voláteis na amostra resfriada de ar exalado. condensado respiratório (EBC). Sendo completamente não invasiva, a amostragem da respiração permite que médicos e pesquisadores avaliem diferentes funções do corpo de maneira flexível. Portanto, o teste respiratório é considerado um candidato potencialmente ideal para fins de triagem. Além de constituintes amplamente conhecidos, como nitrogênio, oxigênio, dióxido de carbono, gases inertes e vapor de água, a respiração exalada também consiste em milhares de componentes voláteis e não voláteis, principalmente em quantidades vestigiais, tornando a detecção uma tarefa desafiadora. O uso de tecnologias "-ômicas" inovadoras, incluindo proteômica, metabolômica, espectrometria de massa, cromatografia gasosa/espectrometria de massa (GC-MS) e espectrometria de mobilidade iônica, oferece grande potencial para o campo de perfis de biomarcadores exalados. Ao contrário da lavagem broncoalveolar (BAL) e indução de escarro, que envolve a inalação de solução salina hipertônica para induzir tosse e possivelmente broncoconstrição, o EBC não influencia a função das vias aéreas ou causa inflamação. Pode ser realizado com facilidade e segurança em pacientes com doenças graves e permite até mesmo a realização de medições repetidas. Como tal, este é um campo relativamente novo com potencial para mais estudos a serem realizados para investigar a lesão pulmonar aguda por metabolômica.