Oxidative Stress Biomarkers: Closer to early diagnosis of neurodegenerative diseases?

Abstract

Parkinson’s disease (PD) is a neurodegenerative disorder, the second most common after Alzheimer’s disease, and the most common age-associated movement disorder, affecting 1% of the population over 60 years old. The cause of the disease is not yet known, but some of the factors that contribute for its appearance can be grouped in genetic and environmental factors.The symptoms usually appear when the loss of dopaminergic neurons in the substantia nigra exceeds 60%, with this being the only characteristic that can confirm the diagnosis. Since we can only confirm the presence of the disease post-mortem, new methods of diagnosis have been being developed. The approaches being used are numerous with some of them focusing on the use of proteomics and metabolomics to search for biomarkers. These biomarkers could then be used to develop a diagnostic test using body fluid to test the presence of the disease.This work focused on the use of metabolomics to find molecules of interest for the search of biomarkers. Samples from 6-OHDA treated mice were compared with sham mice to detect the differences in the metabolome and determine possible metabolites that could differentiate the samples. Using a QqTOF system and SWATH as the data acquisition method, it was possible to find a total of 70 features with interest. Some of these features were identified, however no confirmation of the identifications was possible. This works was one of the first to use a non-targeted approach in the search for biomarkers and shows promising results that can be expanded on the future.

A doença de Parkinson é uma doença neurodegenerativa, a segunda mais comum, logo após a doença de Alzheimer, e o distúrbio motor associado à idade mais comum, afetando 1% da população com mais de 60 anos. A sua causa ainda não é conhecida, mas alguns dos fatores que contribuem para o seu surgimento podem ser agrupados em fatores genéticos e ambientais.Os sintomas geralmente aparecem quando a perda de neurónios dopaminérgicos na substância negra ultrapassa os 60%, sendo essa a única característica que pode confirmar o diagnóstico. Uma vez que só podemos confirmar a presença da doença pós-morte, novos métodos de diagnóstico estão a ser desenvolvidos. As abordagens que estão usadas são numerosas, algumas delas focadas no uso de proteómica e metabolómica para procurar biomarcadores. Esses biomarcadores poderiam então ser usados para desenvolver um teste de diagnóstico usando fluidos corporais para testar a presença da doença.Este trabalho centrou-se no uso de técnicas de metabolómica para encontrar moléculas de interesse. Amostras de ratinhos tratados com 6-OHDA foram comparadas com ratinhos Sham para detetar as diferenças no metaboloma e determinar possíveis metabolitos que poderiam diferenciar as amostras.Usando um sistema QqTOF e SWATH como o método de aquisição de dados, foi possível encontrar um total de 70 moléculas com interesse. Algumas dessas foram identificadas, porém nenhuma confirmação das identificações foi possível. Este projeto foi um dos primeiros a usar uma abordagem não focada na busca de biomarcadores e mostra resultados promissores que podem ser expandidos no futuro.