Dans les films, les scientifiques peuvent prélever un échantillon de sang de quelqu'un, le mettre dans un spectromètre de masse, et déterminer rapidement tout ce qui est dans l'échantillon.

Dans la vraie vie, ils ne peuvent qu'effleurer la surface, parce que la façon dont le corps décompose des milliers de produits chimiques des médicaments, nourriture, cosmétiques et autres expositions reste un territoire inexploré ou « matière noire ». Ils connaissent les points de départ chimiques, mais ils ne connaissent pas tous les produits de décomposition ni où ces produits apparaîtront dans leurs analyses.

Les chercheurs d'Emory ont développé un système pour générer des "métabolites xénobiotiques" - les produits de dégradation - à partir de produits chimiques environnementaux, afin qu'elles puissent être analysées à grande échelle. Potentiellement, le système pourrait être utilisé pour établir comment les produits chimiques sont métabolisés et distinguer qui a été exposé et combien, même si le produit chimique d'origine n'est plus présent dans le corps.

« Ce système nous permet d'identifier la présence de produits chimiques à partir de leurs produits de biotransformation en aval, " dit l'auteur principal Ken Liu, Doctorat., scientifique principal au laboratoire de biomarqueurs cliniques de la faculté de médecine de l'Université Emory. « Beaucoup de produits de biotransformation en aval ne peuvent pas être achetés et ne pourraient autrement pas être identifiés avec confiance. »

La recherche, publié mardi dans Communication Nature , était une collaboration soutenue par une subvention du programme de métabolomique du NIH Common Fund et par le centre de recherche HERCULES Exposome d'Emory, tous deux financés par l'Institut national des sciences de la santé environnementale.

Le co-premier auteur de l'article est le chercheur associé Choon-Myung Lee, Doctorat., au Département de pharmacologie et de biologie chimique. Les auteurs principaux sont Dean Jones, Doctorat., professeur de médecine et directeur du Laboratoire de biomarqueurs cliniques, et Edward Morgan, Doctorat., professeur de pharmacologie et de biologie chimique.

Le système utilise des extraits de foie humain pour métaboliser un produit chimique donné, puis analyse le schéma des produits de dégradation à l'aide d'un marquage isotopique et d'une spectrométrie de masse à haute résolution. Cela génère une signature métabolique que les chercheurs doivent suivre pour identifier l'exposition pertinente chez l'homme.

« En utilisant ces informations, nous pourrions potentiellement effectuer un « recherche des contacts » chimique pour une exposition originale, même si le produit chimique d'origine n'est plus présent, " dit Liu. " Nous essayons de capturer la diversité des expositions chimiques qui sont présentes chez chaque individu, puisque la majorité du risque de maladie est attribuée aux expositions environnementales. »

Pour démontrer les capacités du système, les chercheurs ont utilisé leur système pour analyser des échantillons de sang de patients de l'hôpital universitaire Emory. Ils ont pu identifier avec succès ceux qui prenaient divers médicaments, comme l'acétaminophène, l'antidépresseur bupropion, la warfarine anticoagulante et les bêta-bloquants métoprolol et carvédilol. Ils ont pu confirmer l'exposition sur la base des dossiers médicaux électroniques.

Dans un deuxième essai, les chercheurs ont analysé des échantillons de sang et d'urine provenant d'un essai clinique sur le microbiome pour rechercher des expositions chimiques qu'ils ne connaissaient pas auparavant.

"Nous ne savions rien des expositions médicamenteuses, diététiques ou environnementales chez ces personnes, " dit Liu.

L'équipe a pu détecter des traces de produits chimiques indiquant une exposition à la nicotine, poivre noir, ou le médicament contre les brûlures d'estomac oméprazole.

« Au fur et à mesure que des produits chimiques et des mélanges chimiques supplémentaires sont traités par cette approche, nous envisageons d'être en mesure de cartographier la diversité des expositions environnementales dans la communauté et d'identifier des biomarqueurs spécifiques qui sont liés aux résultats pour la santé, " dit Liu. " En fin de compte, l'adoption de cette approche dans la pratique clinique pourrait identifier des facteurs de risque modifiables pour les maladies humaines. »