Analysis of skin volatiles using a PDMS membrane and HS-SPME/GC-MS methodology to unveil putative biomarkers for neurodegenerative diseases

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Andrade, Beatriz Sousa de
Data de Publicação: 2021
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: eng
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: http://hdl.handle.net/10400.13/3147
Resumo: As doenças neurodegenerativas (NDDs) são um grupo heterogéneo de perturbações caracterizadas pela degeneração progressiva da estrutura e função do sistema nervoso central ou periférico. De entre as NDDs, as doenças de Alzheimer e Parkinson são as mais prevalentes e a sua incidência está a crescer simultaneamente com a esperança média de vida. Uma vez que ainda não existem biomarcadores (BMs) fiáveis para a maioria das NDDs, o diagnóstico depende essencialmente dos sintomas clínicos. Contudo, a neurodegeneração começa muito antes do paciente manifestar sintomas. Assim sendo, há um grande interesse no diagnóstico precoce das NDDs. Isto permitirá a antecipação do tratamento e a mitigação dos efeitos negativos da neurodegeneração. A caracterização da composição dos metabolitos orgânicos voláteis (VOMs) de biofluídos humanos está a ser explorada como uma ferramenta não-invasiva promissora para descobrir BMs para diagnóstico de doenças e infeções. Os perfis de VOMs fornecem informações importantes, particularmente acerca de alterações metabólicas relacionadas com o desenvolvimento de diferentes patologias, incluindo NDDs. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi o desenvolvimento de uma técnica utilizando membranas de polidimetilsiloxano (PDMS) e um método de microextração em fase sólida do headspace (HS-SPME) seguido de análise por cromatografia gasosa acoplada a espectrometria de massa (GC-MS) para a descoberta de possíveis BMs de NDDs. A técnica desenvolvida permitiu-nos identificar 82 VOMs – 67 no braço, 68 na orelha e 69 na nuca. Seria necessário, porém, analisarmos um maior número de amostras de forma a consolidar os resultados obtidos no grupo controlo antes de prosseguir com a amostragem de pacientes. Este trabalho sugere assim que a análise dos perfis voláteis da pele poderá ser uma ótima ferramenta para a identificação de possíveis BMs voláteis para diferentes NDDs. Tais BMs teriam um grande potencial para serem facilmente integrados em dispositivos de teste rápido (POCT) a serem utilizados em ambientes clínicos.
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spelling Analysis of skin volatiles using a PDMS membrane and HS-SPME/GC-MS methodology to unveil putative biomarkers for neurodegenerative diseasesPeleVoláteisBiomarcadoresNeurodegeneraçãoAlzheimerParkinsonSkinVolatilesBiomarkersNeurodegenerationApplied Biochemistry.Faculdade de Ciências Exatas e da EngenhariaDomínio/Área Científica::Ciências Médicas::Outras Ciências MédicasAs doenças neurodegenerativas (NDDs) são um grupo heterogéneo de perturbações caracterizadas pela degeneração progressiva da estrutura e função do sistema nervoso central ou periférico. De entre as NDDs, as doenças de Alzheimer e Parkinson são as mais prevalentes e a sua incidência está a crescer simultaneamente com a esperança média de vida. Uma vez que ainda não existem biomarcadores (BMs) fiáveis para a maioria das NDDs, o diagnóstico depende essencialmente dos sintomas clínicos. Contudo, a neurodegeneração começa muito antes do paciente manifestar sintomas. Assim sendo, há um grande interesse no diagnóstico precoce das NDDs. Isto permitirá a antecipação do tratamento e a mitigação dos efeitos negativos da neurodegeneração. A caracterização da composição dos metabolitos orgânicos voláteis (VOMs) de biofluídos humanos está a ser explorada como uma ferramenta não-invasiva promissora para descobrir BMs para diagnóstico de doenças e infeções. Os perfis de VOMs fornecem informações importantes, particularmente acerca de alterações metabólicas relacionadas com o desenvolvimento de diferentes patologias, incluindo NDDs. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi o desenvolvimento de uma técnica utilizando membranas de polidimetilsiloxano (PDMS) e um método de microextração em fase sólida do headspace (HS-SPME) seguido de análise por cromatografia gasosa acoplada a espectrometria de massa (GC-MS) para a descoberta de possíveis BMs de NDDs. A técnica desenvolvida permitiu-nos identificar 82 VOMs – 67 no braço, 68 na orelha e 69 na nuca. Seria necessário, porém, analisarmos um maior número de amostras de forma a consolidar os resultados obtidos no grupo controlo antes de prosseguir com a amostragem de pacientes. Este trabalho sugere assim que a análise dos perfis voláteis da pele poderá ser uma ótima ferramenta para a identificação de possíveis BMs voláteis para diferentes NDDs. Tais BMs teriam um grande potencial para serem facilmente integrados em dispositivos de teste rápido (POCT) a serem utilizados em ambientes clínicos.Neurodegenerative diseases (NDDs) are a heterogeneous group of disorders characterized by progressive degeneration of structure and function of the central or peripheral nervous system. Among NDDs, Alzheimer's and Parkinson's diseases are the most prevalent and their incidence is increasing concomitantly with average life expectancy. While there aren’t yet reliable biomarkers (BMs) for most NDDs, their diagnosis relies essentially on the clinical symptoms. However, neurodegeneration begins long before the patient experiences any symptoms. Therefore, there is an obvious interest in the early diagnosis of NDDs. This would allow the anticipation of the treatment and mitigation of the negative effects of neurodegeneration. The characterization of volatile organic metabolites (VOMs) composition of human biofluids is being explored as a promising and non-invasive tool to unveil BMs for the diagnosis of human diseases and infections. The VOMs profiles can provide important metabolic information, particularly about metabolic changes caused by different clinical conditions, including NDDs. In this context, the aim of this work was to develop a technique using polidimetilsiloxane (PDMS) membranes and a method of headspace solid phase microextraction (HS-SPME) followed by gas chromatography coupled to mass spectrometry (GC-MS) analysis to discover possible BMs for NDDs. The developed method allowed us to identify 82 VOMs – 67 in the arm, 68 in the ear and 69 in the nape of control subjects. However, it would be necessary to analyse a larger group of subjectsto improve the technique and obtain more robust data before introducing the NDDs patients sampling. This work suggests that the analysis of volatomic profiles of the skin can be an important approach to identify potential volatile BMs for NDDs. Ultimately, this can be a seamless tool for the identification of putative volatile BMs of different NDDs with a great potential to integrate in point-of-care testing (POCT) devices for the clinical environment.Câmara, José de SousaPereira, Jorge Augusto MachadoDigitUMaAndrade, Beatriz Sousa de2021-08-10T00:30:10Z2021-02-102021-02-10T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10400.13/3147TID:202651401enginfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2023-03-26T03:38:58Zoai:digituma.uma.pt:10400.13/3147Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T15:05:59.932342Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
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