Estudio metabolómico en ratas con hiperamonemia crónica. Implicaciones en encefalopatía hepática mínima

Abstract

[ES] La hiperamonemia resultante de deficiencias hereditarias de las enzimas del ciclo de la urea o de la insuficiencia hepática crónica, ya sea de etiología alcohólica o no alcohólica, da como resultado un aumento de la concentración de amonio en sangre. Dependiendo de la edad, y de la magnitud y duración de la exposición, la toxicidad del amonio puede resultar en Encefalopatía Hepática (HE) o Encefalopatía Hepática Mínima (MHE), etapa inicial de la HE. Debido a la neurotoxicidad producida por el exceso de amonio en el cerebro, en estas patologías se observan síntomas y manifestaciones clínicas neurológicas entre las que se incluyen trastornos neurocognitivos, falta de coordinación motora, insomnio, cambios de conducta y, en última instancia, puede producir coma o incluso la muerte.

En este estudio se utilizaron 16 ratas (Rattus norvegicus) machos Wistar, las cuales fueron separadas de forma aleatoria en dos grupos: Controles e Hiperamonémicas (HA). Las ratas que constituyen el grupo HA se alimentaron durante 4 semanas con una dieta rica en amonio, la cual produce hiperamonemia crónica. De esas ratas se obtuvieron muestras de plasma a las 2 (PL2W) y a las 4 semanas (PL4W), así como de diferentes tejidos cerebrales: cerebelo (CBLO), hipocampo (HP) y corteza cerebral (CX) a las 4 semanas de hiperamonemia. Con las muestras de los diferentes tejidos se realizó un análisis metabolómico dirigido con el kit AbsoluteIDQ® p180 de la plataforma BIOCRATES.

Una vez que los distintos sets de datos fueron preprocesados y normalizados, se realizó el análisis de expresión diferencial utilizando el Análisis Discriminante de Regresión por Mínimos Cuadrados Parciales (PLS-DA) para identificar los metabolitos con cambios significativos debidos a la HA. Entre ellos se observó que los niveles de glutamina eran más elevados en HA tanto en CBLO como en PL4W. La explicación es que la síntesis de glutamina es la forma que tiene el cerebro (y otros tejidos extrahepáticos) para eliminar el amonio. Además, aparecen otros metabolitos diferencialmente expresados como el glutamato, la glicina y la histamina con niveles altos para las ratas HA en CBLO; y con niveles bajos, como la leucina, serotonina y triptófano. Seguidamente se realizó un análisis de enriquecimiento de rutas biológicas mediante modelos de regresión logística.

Finalmente se aplicó el método de regresión multivariante de Mínimos Cuadrados Parciales (PLS) para obtener una red de metabolitos co-expresados tanto en PL4W como en los tejidos cerebrales. Estos metabolitos podrían servir como potenciales biomarcadores que pueden ser útiles para detectar en plasma cambios relacionados con la HA y así monitorizar la enfermedad.