Novas abordagens em metabolomica: Cartografia Molecular 3D de ascídias baseado em dados de LC-MS/MS

Resumo

Ascídias (Tunicata), ou esguicho marinho, são invertebrados marinhos bentônicos amplamente investigados como uma fonte de novas estruturas químicas com potencial farmacológico. Mais de 1000 moléculas foram descritas de ascídias até o momento. No entanto, a produção da maioria desses metabólitos foi posteriormente atribuída a bactérias associadas, que vivem uma associação sintrópica com o tunicado. Essa relação entre bactérias associadas e seu hospedeiro ainda é um universo muito pouco compreendido, e esforços na investigação dessa interação devem ser encorajados. Há muitos trabalhos publicados em periódicos de alto impacto investigando a microbiota associada a ascídias, entretanto, a maioria deles coleta o animal e o processa inteiramente, usando essa mistura como fonte de micro-organismos e metabólitos. Não obstante, as ascídias são organismos com sistemas organizados, incluindo gânglio, estômago, intestino, coração, uma túnica que cobre o corpo, entre outros. Considerando isso, surgem algumas questões: (i) como a interação de ascídias e sua microbiota influencia o metabolismo secundário? (ii) como a microbiota está distribuída através do corpo de ascídias? Para obter algumas informações a respeito dessas questões, nós gostaríamos de investigar o perfil metabólico e microbiano de diferentes órgãos e tecidos do corpo das ascídias, empregando abordagens metabolômicas baseadas na espectrometria de massa. Acreditamos que as investigações que abrangem diferentes aspectos deste campo de pesquisa são de extrema importância para a ciência. A espectrometria de massa (MS) é uma técnica versátil e muito sensível que, quando acoplada à cromatografia, permite a análise e a detecção de metabólitos em amostras complexas, mesmo em baixa concentração, características muito importantes para a pesquisa de amostras biológicas. Os dados do MS serão analisados pela Rede Molecular (GNPS), uma ferramenta molecular online, capaz de agrupar os compostos de todo o conjunto de dados por similaridade estrutural, além de auxiliar na identificação de compostos conhecidos na amostra. Além disso, neste trabalho, nós estamos propondo o uso desses dados de MS para construir um modelo 3D volumétrico para melhor visualizar a distribuição de metabólitos no corpo de ascídias. Tal abordagem, recentemente desenvolvida pelo grupo de Pieter Dorrestein (dados não publicados, em processo de revisão na Nature), permite a visualização da distribuição molecular através do corpo de um organismo, considerando separadamente cada parte, estabelecendo uma base para estudos de metabolismo e interação microbiana-hospedeiro-ambiente.