Abordagem metabolômica para a caracterização de diferentes tipos de doenças hepáticas colestáticas

dc.contributor.advisor-co1Cançado, Eduardo Luiz Rachid
dc.contributor.advisor-co1Ferreira, Antonio Gilberto
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/1244368134480808
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/3676462220401452
dc.contributor.advisor-co1orcidhttps://orcid.org/0000-0002-9309-1524
dc.contributor.advisor-co1orcidhttps://orcid.org/0000-0003-2314-216X
dc.contributor.advisor1Oliveira, Regina Vincenzi
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/6609377714413073
dc.contributor.advisor1orcidhttps://orcid.org/0000-0002-5061-5957
dc.contributor.authorOliveira, Juliana Magalhães de
dc.contributor.authorlatteshttp://lattes.cnpq.br/5696242147868952
dc.contributor.authororcidhttps://orcid.org/0000-0002-0243-8925
dc.date.accessioned2025-04-02T11:51:54Z
dc.date.issued2024-04-23
dc.description.abstractHepatic cholestasis is characterized by the reduction and/or obstruction of bile flow to the duodenum due to hepatocyte dysfunction during the synthesis or secretion of bile, leading to a cycle of pathological consequences. One type of cholestatic liver disease is Progressive Familial Intrahepatic Cholestasis type 3 (PFIC3), a recessive autosomal hereditary disease that affects the liver’s secretion, flow, or excretion of bile salts. This can lead to increased hepatotoxicity due to high concentrations of bile salts, causing liver damage. Late diagnosis of PFIC3 is common as it can only be unequivocally diagnosed through genetic tests. Therefore, alternative diagnostic methods that allow rapid diagnosis through blood or urine are attractive and necessary. Primary Sclerosing Cholangitis (PSC) and Primary Biliary Cholangitis (PBC) are autoimmune cholestatic liver diseases triggered by a genetic predisposition. In PBC, inflammation occurs in the intrahepatic bile ducts, while in PSC, inflammation occurs in the intra- and extrahepatic bile ducts, which can damage liver cells and cause progressive fibrosis deposition. PBC and PSC, if not treated, can lead to cirrhosis and liver failure. In Brazil, around 58.6% of patients with PSC have inflammatory bowel disease and are at risk of developing colorectal cancer. Chapter I aimed to understand better the pathological mechanisms underlying PBC through untargeted metabolomics analyses on plasma and urine samples from individuals diagnosed with PBC (n=30) and a control group of healthy individuals (HC; n=20). For this, liquid chromatography coupled to high-resolution mass spectrometry (LC-HRMS) was used, and the data were processed using multi- and univariate statistical methods. The results showed that 47 plasma metabolites and 46 urine metabolites showed statistically significant differences between PBC and the control group (HC) (p ≤ 0.05). The most important changes were observed in metabolites related to lipid metabolism, such as bile acids, phospholipids, fatty acids, and branched-chain amino acids. These findings indicated a metabolic profile that may aid in identifying new and potential biomarkers and monitoring PBC already being treated with ursodeoxycholic acid (UDCA). Chapter II aimed to perform metabolic discrimination between the different types of cholestasis (PBC, PSC, and PFIC3) in plasma and urine samples from patients undergoing treatment with UDCA. Using an untargeted metabolomics approach based on LC-HRMS analyses, 134 plasma metabolites, out of which 92 were statistically significant (p ≤ 0.05 and q ≤ 0.05). Among these, 43 lipid species (bile acids, glycerophospholipids, fatty acids, and carnitines) were detected, in addition to 30 amino acids, and 7 carbohydrates. Considering the urine samples, 76 metabolites were identified, of which 50 were considered statistically significant (p ≤ 0.05 and q ≤ 0.05). The main classes of metabolites discriminating between the different hepatic cholestasis included lipids, amino acids, carbohydrates, and organic acids. These results can help distinguish between cholestatic liver diseases, contributing to more accurate diagnoses and promoting personalized medicine. In this way, the identification of these metabolites not only improves the understanding of biochemical alterations correlated with cholestatic liver diseases but also promotes new opportunities in the search for more effective and individualized treatments.eng
dc.description.resumoA colestase hepática é caracterizada pela redução e/ou obstrução do fluxo biliar para o duodeno, devido a uma disfunção dos hepatócitos durante a síntese ou secreção da bile, levando a um ciclo de consequências patológicas. Um tipo de doença hepática colestática é a Colestase Intra-hepática Familiar Progressiva tipo 3 (PFIC3), sendo essa uma doença hereditária autossômica recessiva que afeta a secreção, fluxo ou excreção de sais biliares no fígado, o que resulta em um aumento da hepatotoxicidade devido às altas concentrações de sais biliares, ocasionando danos hepáticos. O diagnóstico tardio da PFIC3 é comum, pois o diagnóstico ocorre por meio de biópsia hepática, mas só pode ser inequivocamente obtido através de testes genéticos. Portanto, métodos alternativos que permitam um diagnóstico rápido por meio de exames de sangue ou urina são atrativos e necessários. A Colangite Esclerosante Primária (CEP) e a Colangite Biliar Primária (CBP) são doenças hepáticas colestáticas autoimunes desencadeadas por uma predisposição genética. Na CBP, a inflamação ocorre nos ductos biliares intra-hepáticos, enquanto na CEP, ocorre a inflamação nos ductos biliares intra- e extra-hepáticos, o que pode danificar as células do fígado e causar deposição progressiva de fibrose. CEP e CBP senão tratadas podem evoluir para cirrose e insuficiência hepática. No Brasil cerca de 58,6% dos pacientes com CEP apresentam doença intestinal inflamatória e apresentam maior risco de desenvolver câncer colorretal. O Capítulo I teve como objetivo obter uma melhor compreensão dos mecanismos patológicos subjacentes à CBP por meio de análises metabolômicas untargeted em amostras de plasma e de urina de indivíduos diagnosticados com CBP (n=30) e de um grupo controle de indivíduos saudáveis (CS; n=20). Para isso, foi empregada a técnica de cromatografia líquida acoplada a espectrometria de massas de alta resolução (LC-HRMS) e os dados foram processados usando métodos estatísticos multi- e univariados. Os resultados indicaram 47 metabólitos no plasma e 46 metabólitos na urina que apresentaram diferenças estatisticamente significativas entre pacientes com CBP e o grupo controle (CS) (p ≤ 0,05). As alterações mais significativas foram observadas em metabólitos relacionados ao metabolismo de lipídeos, como os ácidos biliares, fosfolipídios, ácidos graxos e aminoácidos de cadeia ramificada. Essas descobertas indicaram um perfil metabolômico que pode auxiliar na identificação de novos e potenciais biomarcadores para o monitoramento da CBP em pacientes já em tratamento com o ácido ursodeoxicólico (UDCA). O Capítulo II teve como objetivo realizar a classificação entre os diferentes tipos de colestase (CBP, CEP e PFIC3) em amostras de plasma e urina de pacientes em tratamento com UDCA. Utilizando uma abordagem metabolômica untargeted, baseada em análises por LC-HRMS, foram identificados 134 metabólitos nas amostras de plasma, dos quais 92 foram considerados estatisticamente significativos (p ≤ 0,05 e q ≤ 0,05). Dentre esses, foram detectadas 43 espécies lipídicas (ácidos biliares, glicerofosfolipídios, ácidos graxos e carnitinas), além de 30 aminoácidos e 07 carboidratos. Para as amostras de urina, foram identificados um total de 76 metabólitos, dos quais 50 foram considerados estatisticamente significativos (p ≤ 0,05 e q ≤ 0,05). As principais classes de metabólitos discriminantes entre as diferentes colestases hepáticas incluíram lipídios, aminoácidos, carboidratos e ácidos orgânicos. Esses resultados podem auxiliar na distinção entre as diferentes doenças hepáticas colestáticas, contribuindo para a obtenção de diagnósticos mais precisos e promovendo uma medicina personalizada. Dessa forma, a identificação desses metabólitos não apenas aprimora a compreensão das alterações bioquímicas correlacionadas com as doenças hepáticas colestáticas, mas também promove novas oportunidades na busca por tratamentos mais eficazes e individualizados.
dc.description.sponsorshipFundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)
dc.description.sponsorshipIdProcesso n° 2019/15040-4, Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)
dc.description.sponsorshipIdProcesso n° 2022/01102-0, Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)
dc.identifier.citationOLIVEIRA, Juliana Magalhães de. Abordagem metabolômica para a caracterização de diferentes tipos de doenças hepáticas colestáticas. 2024. Tese (Doutorado em Química) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2024. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/21744.por
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/20.500.14289/21744
dc.language.isopor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlos
dc.publisher.addressCampus São Carlos
dc.publisher.initialsUFSCar
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Química - PPGQ
dc.rightsAttribution-NoDerivs 3.0 Brazilen
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/
dc.subjectMetabolômica
dc.subjectMetabolomicseng
dc.subjectEspectrometria de massas de alta resolução
dc.subjectHigh-resolution mass spectrometryeng
dc.subjectCromatografia líquida
dc.subjectLiquid chromatographyeng
dc.subjectLC-HRMS
dc.subjectColestase intra-hepática familiar tipo 3 (PFIC-3)
dc.subjectProgressive familial tntrahepatic cholestasis type 3 (PFIC-3)eng
dc.subjectColangite biliar primária (CBP)
dc.subjectPrimary biliary cholangitis (PBC)eng
dc.subjectColangite esclerosante primária (CEP)
dc.subjectPrimary sclerosing cholangitis (PSC)eng
dc.subject.cnpqCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
dc.titleAbordagem metabolômica para a caracterização de diferentes tipos de doenças hepáticas colestáticas
dc.title.alternativeMetabolomic approaches for the characterization of different types of cholestatic liver diseaseseng
dc.typeTese

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Tese de Doutorado - Abordagem metabolômica para a caracterização de diferentes tipos de doenças hepáticas colestáticas - Juliana Magalhães de Oliveira
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