Metabolomica “on-a-chip”, sistemi predittivi in tossicologia e organi bioartificiali

[Shintu L, Baudoin R, Navratil V, Prot JM, Pontoizeau C, Defernez M, Blaise BJ, Domange C, Péry AR, Toulhoat P, Legallais C, Brochot C, Leclerc E, Dumas ME. Metabolomics-on-a-chip and predictive systems toxicology in microfluidic bioartificial organs. Anal Chem. 2012 Feb 21;84(4):1840-8. doi: 10.1021/ac2011075. Epub 2012 Feb 8.]

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Abstract:

Il mondo deve affrontare sfide complesse per la valutazione del rischio di sostanze chimiche. Gli organi bioartificiali consentono il controllo spaziale e temporale della crescita cellulare e biochimica, critica per funzioni metaboliche organo-specifiche e particolarmente rilevante per testare le risposte metaboliche a dosi associate sia alla tossicità farmaceutica che ambientale. Qui presentiamo un metodo che combina un sistema di microfluidica con footprint basato sulla metabolomica di (1)H NMR, come approccio ad alta produttività di screening di piccole molecole. Abbiamo caratterizzato la tossicità di diverse molecole: ammoniaca (NH(3)), un inquinante ambientale che porta ad acidosi metabolica e tossicità epatica e renale; dimetilsolfossido (DMSO), un solvente che interagisce con i radicali liberi; e N- acetil-para-ammino-(APAP o paracetamolo), un farmaco analgesico epatotossico. Riportiamo le risposte metaboliche dose-dipendenti organo-specifiche di NH (3) in diversi organi bioartificiali (fegato, rene, e co-colture), così come la predittività (99 % di accuratezza per NH(3) e 94 % per APAP) per composti specifici. La nostra integrazione di microtecnologie, coltura cellulare in biochip microfluidici, e profili metabolici apre allo sviluppo dei cosiddetti saggi “metabolomica-on-a-chip” in tossicologia farmaceutica e ambientale.

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