La metabolomica è una nuova branca della biochimica analitica correlata al metabolismo, il processo di conversione dell’energia alimentare in energia meccanica o calore. I sottoprodotti del metabolismo, noti come metaboliti, sono prodotti in campioni biologici come urina, saliva e plasma sanguigno. La metabolomica si riferisce allo studio di questi profili di metaboliti prodotti in campioni biologici. Nel caso della biologia vegetale, vengono utilizzati campioni di tessuto specifici per il profilo dei metaboliti. La metabolomica è cresciuta insieme alla genomica e alla proteomica dalla metà degli anni ‘1990 come risultato dello Human Genome Project, un progetto volto a mappare il sistema genetico umano.
I processi di attività cellulare come la segnalazione cellulare, il trasferimento di energia e la comunicazione cellula-cellula sono controllati dai metaboliti. Il metaboloma è una raccolta di tutti i metaboliti in una cellula in un determinato momento. Gli esseri umani hanno molti tipi di cellule con diversi metabolomi, ma la metabolomica si occupa dello studio di metaboliti a basso peso molecolare come lipidi, zuccheri e amminoacidi. Questi sono anche conosciuti come piccole molecole. Disturbi genetici, malattie o disturbi ambientali possono essere spiegati dallo studio dei cambiamenti nel metaboloma. Quindi lo studio dei metaboliti, cioè la metabolomica, può aiutare a diagnosticare malattie o studiare gli effetti di una sostanza avvelenante.
Esistono due approcci complementari utilizzati per le indagini metabolomiche: il profilo metabolico e il fingerprinting metabolico. Nella profilazione metabolica, vengono utilizzati metodi analitici quantitativi per misurare i metaboliti di una particolare classe. Nel fingerprinting metabolico, le impronte digitali vengono confrontate per determinare se i metaboliti sono cambiati a causa di malattie o esposizione a tossine. Per fare questo tipo di confronto, potrebbero essere utilizzati cromatogrammi e metodi statistici. È un metodo semiquantitativo che può effettivamente essere applicato a un’ampia gamma di metaboliti. La metabolomica può essere studiata mediante una combinazione di profili metabolici e fingerprinting.
I ricercatori si aspettano che la metabolomica possa aiutare l’assistenza sanitaria in molti modi. Dovrebbe essere in grado di produrre farmaci più sicuri e identificare meglio i gruppi di persone che potrebbero trarre beneficio da un farmaco. La metabolomica può anche aiutare a diagnosticare malattie e monitorare vari trattamenti sanitari. Integrata con la proteomica e la genomica, la metabolomica viene utilizzata, ad esempio, per scoprire perché alcune persone sono più suscettibili al danno epatico da determinati farmaci. Si prevede che il campo svolga un ruolo importante nella biologia dei sistemi a lungo termine e, a breve termine, fornirà biomarcatori per studiare le malattie e l’esposizione alle tossine.