Metabolômica por UPLC-QTOF-MSE em plasma de PNH para a busca de potenciais biomarcadores de toxoplasmose

Abstract

Resumo: A toxoplasmose, causada pelo protozoário intracelular obrigatório Toxoplasma gondii, é uma importante zoonose de importância médica veterinária mundial. O diagnóstico é crucial para a vigilância, prevenção e controle da doença, contudo as abordagens tradicionais para o diagnóstico (testes imunológicos, genéticos e de imagem) apresentam limitações importantes. Assim, uma melhor compreensão das alterações metabólicas associadas à toxoplasmose em primatas não humanos pode permitir o aprimoramento de novos testes de diagnóstico. Desta forma, o objetivo deste estudo foi investigar as mudanças dinâmicas no perfil metabólico de soros de macaco infectados por T. gondii. Para isto, foram realizadas análises metabolômicas por cromatografia líquida acoplada a espectrometria de massas de alta resolução não direcionadas de soros coletados de PNH infectados e não infectados com o parasita. Estas amostras foram então analisadas por algorítimos de aprendizado de máquina, considerando modelos não supervisionados e supervisionados. Após análise, alguns metabólitos se destacaram diferencialmente em soros de PNH infectados em comparação com o grupo controle (m/z 809,2713; 660,5429; 718,3614; 537,5458; 707,2745; 318,2951). A utilidade potencial desses metabólitos como biomarcadores diagnósticos foi validada por meio da análise da curva ROC (Receiver Operating Characteristic), (AUC=0,78, sensibilidade=0,88). Esses achados fornecem potenciais biomarcadores de metabólitos para estudos futuros e permitem a geração de hipóteses sobre a fisiopatologia da toxoplasmose

Abstract: Toxoplasmosis, caused by the obligate intracellular protozoan Toxoplasma gondii, is an important zoonosis of worldwide veterinary medical importance. Diagnosis is crucial for disease surveillance, prevention and control, however traditional approaches to diagnosis (immunological, genetic and imaging tests) have important limitations. Thus, a better understanding of the metabolic alterations associated with toxoplasmosis in nonhuman primates may allow the improvement of new diagnostic tests. Thus, the aim of this study was to investigate dynamic changes in the metabolic profile of sera from monkeys infected with T. gondii. For this, metabolomic analyzes were carried out by liquid chromatography coupled to non-directed high resolution mass spectrometry of sera collected from infected and non-infected PNH with the parasite. These samples were then analyzed by machine learning algorithms, considering unsupervised and supervised models. After analysis, some metabolites stood out differentially in infected PNH sera compared to the control group (m/z 809.2713; 660.5429; 718.3614; 537.5458; 707.2745; 318.2951). The potential usefulness of these metabolites as diagnostic biomarkers was validated by analyzing the ROC(ReceiverOperating Characteristic) curve (AUC=0.78, sensitivity=0.88). These findings provide potential metabolite biomarkers for future studies and allow the generation of hypotheses about the pathophysiology of toxoplasmosis.