Estudio de biomarcadores metabólicos en la piel relacionados con el envejecimiento en una población del noroeste de México

Study of metabolic biomarkers in the skin related to aging in a population from northwest Mexico

JHORDAN OJEDA GONZALEZ (2023)

La piel, siendo el órgano más grande, es fácilmente accesible para la obtención de muestras no invasivas. Esto convierte a la piel en una valiosa fuente de datos biológicos para la evaluación del estado de salud de los individuos. Sin embargo, la edad desempeña un papel central en casi todos los procesos humanos, y si no se tiene en cuenta adecuadamente, podría introducir sesgos al evaluar la condición de la piel. Por lo tanto, comprender cómo la edad afecta el metabolismo de la piel es crucial para crear perfiles del tipo y abundancia de metabolitos en diferentes etapas del desarrollo humano. Este estudio tuvo como objetivo identificar las diferencias metabólicas en la piel entre sujetos mexicanos de diferentes grupos de edad. Para lograrlo, se recolectaron muestras superficiales de piel (obtenidas mediante hisopos de algodón) de 75 pacientes con edades comprendidas entre 3 y 74 años. Los datos metabolómicos se obtuvieron a través de cromatografía líquida-espectrometría de masas en tándem (LC-MS2), mientras que la identificación de metabolitos y los análisis estadísticos se realizaron utilizando programas informáticos exhaustivos y complementarios (GNPS, Sirius, MZmine, Metaboanalyst, entre otros). Después de un extenso uso de herramientas quimioinformáticas, se identificaron de manera putativa 2,193 metabolitos (peptídicos y no peptídicos) de diversas clases químicas, como ácidos carboxílicos y sus derivados, acilos grasos, benceno y sus derivados sustituidos, compuestos organooxigenados, entre otros. Algunos metabolitos se cree que son sintetizados por bacterias. A través de un análisis de regresión logística con ajuste de covariables, identificamos varios metabolitos asociados positiva y negativamente con la edad, algunos de los cuales eran específicos para cada género. Los hallazgos de este trabajo incluyen la identificación de potenciales biomarcadores del envejecimiento como ciclo(Leu-Pro), destiobiotina, entre muchos otros, y también se proponen las principales clases químicas afectadas, como son azoles, diazinas y polipéptidos. En general, hemos contribuido a iluminar el panorama químico de la piel humana en una población mexicana, sugiriendo metabolitos que podrían funcionar potencialmente como biomarcadores de envejecimiento y enfermedades. No obstante, para validar nuestros hallazgos, se requieren estudios más amplios con grupos étnicos diversos y tamaños de muestra más grandes.

The skin, being the largest organ, is readily accessible for non-invasive sampling, making it a valuable source of biological data that could facilitate the assessment of individuals health status. However, age exerts a central role in nearly all human processes, and if not appropriately accounted for, it could introduce biases when assessing skin condition. Therefore, understanding how age affects skin metabolism is crucial for creating profiles of the types and abundances of metabolites across different stages of human development. This study aimed to uncover metabolic differences in the skin among Mexican subjects of different age groups. To achieve this, surface skin samples (collected via cotton swabs) were gathered from 75 patients spanning ages 3 to 74. Metabolomic data was obtained through liquid chromatography-tandem mass spectrometry (LC-MS2), while metabolite identification and statistical analyses were performed using comprehensive yet complementary software (GNPS, Sirius, MZmine, Metaboanalyst, among others). After an exhaustive use of comprehensive chemoinformatic tools, a total of 2,529 metabolites (peptidic and non-peptidic) were putatively identified covering diverse chemical classes, such as carboxylic acids and derivatives, fatty acyls, benzene and substituted derivatives, organooxygen compounds, among others. Some metabolites are thought to be synthesized by bacteria. Through logistic regression analysis and covariate adjustment, we identified several metabolites positively and negatively associated with age, some of which were gender specific. The findings of this study include the identification of potential aging biomarkers such as cyclo(Leu-Pro), dethiobiotin, among many others, and the proposal of the major affected chemical classes, including azoles, diazines, and polypeptides. Overall, we have contributed to illuminating the chemical landscape of human skin within a Mexican population, hinting at metabolites that could potentially function as aging and disease biomarkers. Nonetheless, to validate our findings, broader studies involving diverse ethnic groups and larger sample sizes are required.

Tesis de maestría

Metabolómica, Espectrometría-de-masas, Quimioinformática, Envejecimiento-de-la-piel, Biomarcadores Metabolomics, Mass-Spectrometry, Chemoinformatics, Skin-aging, Biomarkers BIOLOGÍA Y QUÍMICA CIENCIAS DE LA VIDA OTRAS ESPECIALIDADES DE LA BIOLOGÍA OTRAS OTRAS