Метаболомика как сервис

Метаболомика как сервис профилирует весь набор низкомолекулярных метаболитов — аминокислот, органических кислот, липидов, сахаров — в биологической пробе с помощью взаимодополняющих жидкостной и газовой хромато-масс-спектрометрии, превращая сырые спектры в панели биомаркеров, показатели лекарственного ответа и метаболические профили биопроцессов для клиентов из фармацевтики, нутрициологии и промышленной ферментации. Metabolon эксплуатирует одну из платформ нетаргетного профилирования с наивысшим покрытием в отрасли — её платформа HD4 и патентованная референсная библиотека лежат в основе как поисковых исследований биомаркеров, так и фармакометаболомных оценок реакции пациентов на новые лекарства. Biocrates Life Sciences, базирующаяся в Австрии, продаёт валидированные наборы абсолютного количественного анализа — её панель MxP Quant 500 охватывает несколько сотен метаболитов, — работающие по стандартам cGMP/GLP, что позволяет лаборатории количественно определять заданную панель метаболитов без создания собственной библиотеки референсных стандартов с нуля. Creative Proteomics управляет интегрированной мультиомиксной CRO в США, предлагающей глубокие панели центрального углеродного обмена и липидомики наряду с протеомными услугами. В Дании MS-Omics (основана в 2014 году, база в Ведбеке) предоставляет метаболомные услуги, охватывающие сельскохозяйственные, пищевые и клинические применения. В Китае Novogene — листингованная на Шэньчжэньской фондовой бирже (688315) геномная и мультиомиксная CRO, основанная в 2011 году, обслуживающая более 7300 клиентов примерно в 90 странах, — предлагает услуги нетаргетной метаболомики (ГХ-МС/ЖХ-МС) и подала в ноябре 2025 года патент на метод построения библиотеки метаболитных спектров и базы данных, напрямую релевантный повышению точности идентификации метаболитов.

Основные направления метаболомики как сервиса:

1. Нетаргетная (поисковая) метаболомика: беспристрастное профилирование методами ЖХ-МС/ГХ-МС максимально возможного числа детектируемых метаболитов в пробе, используемое для открытия новых биомаркеров или характеристики широкого метаболического сдвига.
2. Таргетная (количественная) метаболомика: абсолютное количественное определение заданной панели метаболитов с использованием изотопно-меченых внутренних стандартов и масс-спектрометрии на тройном квадруполе в режиме мониторинга множественных реакций (MRM).
3. Липидомика: обращённо-фазовое ЖХ-МС профилирование именно липидных видов (фосфолипиды, жирные кислоты, стеролы) с использованием химии колонок C8/C18, подходящей для гидрофобных аналитов.
4. Биоинформатическая аннотация и анализ путей: сопоставление измеренных масс-спектров с референсными базами данных (HMDB, METLIN) и построение многомерных статистических моделей (PLS-DA, VIP-скоринг) для выявления значимых биомаркеров из сырой таблицы пиков.

Секторальная цепочка создания стоимости#

[Отбор проб и мгновенная остановка метаболизма] ──> [Экстракция и осаждение белков] ──> [Анализ ЖХ-МС / ГХ-МС]
                                                                                                  │
                                                                                    (Мониторинг пулов QC)
                                                                                                  │
     [Отчёт клиенту по биомаркерам/путям] <─── [Хемометрическое моделирование (PLS-DA/VIP)] <─── [Аннотация пиков по HMDB/METLIN]

Уровни цепочки создания стоимости#

Сквозные технологии сектора:

• HILIC и обращённо-фазовая ЖХ-МС: хроматография гидрофильного взаимодействия для высокополярных метаболитов (аминокислоты, органические кислоты, сахара) в сочетании с обращённо-фазовой хроматографией C8/C18 для липидов и гидрофобных соединений, вместе покрывающие весь диапазон полярности метаболома.
• Дериватизация для ГХ-МС: двухстадийный химический процесс (метоксилирование с последующим силилированием MSTFA), превращающий полярные, нелетучие метаболиты в летучие триметилсилильные производные, пригодные для газохроматографического разделения.
• Таргетное количественное определение MRM на тройном квадруполе: таргетная масс-спектрометрия, отфильтровывающая определённый ион-предшественник, фрагментирующая его и детектирующая специфичный ион-продукт, обеспечивающая высокую селективность и чувствительность, необходимые для абсолютного количественного анализа.

Стек метаболомных услуг сочетает взаимодополняющие режимы хроматографического разделения со стратегиями масс-спектрометрической детекции, подходящими для экстремального химического разнообразия метаболома:

1. Разделение HILIC и обращённо-фазовой ЖХ-МС:
   • Хроматография гидрофильного взаимодействия разрешает высокополярные метаболиты (аминокислоты, нуклеотиды, органические кислоты цикла ТКА), тогда как обращённо-фазовые колонки C8/C18 разделяют липиды и гидрофобные соединения, вместе покрывая весь диапазон полярности метаболома в едином аналитическом рабочем процессе.
2. Химия дериватизации для ГХ-МС:
   • Двухстадийный процесс метоксилирования с последующим силилированием MSTFA превращает полярные, нелетучие метаболиты в летучие триметилсилильные производные, делая их разделяемыми методом газовой хроматографии на длинной капиллярной колонке.
3. Таргетное количественное определение MRM на тройном квадруполе:
   • Отфильтровывание определённого иона-предшественника (Q1), его фрагментация в соударительной ячейке (q2) и детекция специфичного иона-продукта (Q3) обеспечивают селективность и чувствительность, необходимые для абсолютного количественного анализа относительно изотопно-меченых внутренних стандартов.