A biologia está envolta em lipídios:gorduras, óleos, e até mesmo ceras envolvem células e suas organelas, mediar o fluxo de vastas redes de informação biológica, proteger os tecidos frágeis, e armazenar energia essencial em vários organismos.

Mas apesar de sua importância, Os lipídios têm estado tradicionalmente entre as biomoléculas mais difíceis de estudar devido à diversidade de suas estruturas moleculares, que não são determinados pelos blocos de construção bem definidos e regras simples que governam o DNA, RNA, e proteínas. E essa diversidade significa que, ao contrário de construir e analisar bancos de dados de genoma e transcriptoma, os lipídios requerem procedimentos analíticos mais customizados.

Por causa disso, é muito difícil estudar a função fisiológica da grande maioria das espécies de lipídios ou a maneira como são reguladas com tanta precisão nas células. Mas enquanto as tecnologias lipidômicas estão progredindo, traduzir suas descobertas em aplicações médicas e introduzi-las em laboratórios clínicos ainda é um desafio considerável.

Esse é o desafio que a equipe de Johan Auwerx da EPFL, em colaboração com o grupo de Dave Pagliarini na Universidade de Wisconsin-Madison, mediu quase 150 espécies de lipídios no sangue e no fígado de camundongos. Eles também acompanharam isso identificando os reguladores genéticos de cada espécie de lipídio, bem como suas funções fisiológicas.

Os pesquisadores usaram abordagens de genética de sistemas para combinar os dados lipidômicos com outros conjuntos de dados "ômicos" (fenômicos, proteômica, transcriptômica) dessa população de camundongos (os chamados BXD). A abordagem identificou espécies de lipídeos do plasma e do sangue de diferentes classes de lipídeos como assinaturas de estados metabólicos saudáveis ​​ou não saudáveis.

Por exemplo, os cientistas demonstraram sete espécies de triglicerídeos no plasma como assinaturas de fígado gordo ou saudável e doença hepática gordurosa não alcoólica (NAFLD). Sua observação foi validada em um modelo dietético e terapêutico independente de NAFLD em camundongos e no plasma de pacientes com NAFLD.

"Esta descoberta alimenta o otimismo de que as espécies de lipídeos podem servir como assinaturas ou biomarcadores que substituirão as biópsias de tecido invasivas usadas atualmente para diagnosticar doenças como a NAFLD - simplesmente medindo espécies específicas de lipídeos no sangue, "diz Johan Auwerx.

Em um artigo complementar publicado na mesma época, os autores identificam como assinaturas de fígado saudável ou gorduroso um subconjunto dos lipídios de cardiolipina, que são os fosfolipídios essenciais na membrana interna da mitocôndria.

Em ambos os jornais, os pesquisadores identificam vários locais genéticos que podem regular a produção de espécies de lipídeos. Ao comparar os dados genéticos da população de camundongos BXD com os dados dos chamados estudos de associação do genoma de distúrbios relacionados a lipídios em humanos, eles foram capazes de identificar genes comuns entre ratos e humanos que regulam os lipídios.

"Analisar lipídios e descobrir seu papel fisiológico pode nunca ser tão simples quanto estudar ácidos nucléicos ou proteínas, "diz Auwerx." Mas esses estudos complementares fornecem uma base para a compreensão da regulação genética e do significado fisiológico das espécies de lipídios, ao mesmo tempo em que demonstra mais uma vez o potencial da mineração de Big Data para tratar de questões biológicas e clínicas. "