Luigi Barberini

The Metabolomic Profile of Lymphoma Subtypes: A Pilot Study

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Mar 192020

Abstract: Lymphoma defines a group of different diseases. This study examined pre-treatment plasma samples from 66 adult patients (aged 20–74) newly diagnosed with any lymphoma subtype, and 96 frequency matched population controls. We used gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) to compare the metabolic profile by case/control status and across the major lymphoma subtypes. We conducted univariate and multivariate analyses, and partial least square discriminant analysis (PLS-DA). When compared to the controls, statistically validated models were obtained for di↵use large B-cell lymphoma (DLBCL), chronic lymphocytic leukemia (CLL), multiple myeloma (MM), and Hodgkin lymphoma (HL), but not follicular lymphoma (FL). The metabolomic analysis highlighted interesting differences between lymphoma patients and population controls, allowing the discrimination between pathologic and healthy subjects: Important metabolites, such as hypoxanthine and elaidic acid, were more abundant in all lymphoma subtypes. The small sample size of the individual lymphoma subtypes prevented obtaining PLS-DA validated models, although specific peculiar features of each subtype were observed; for instance, fatty acids were most represented in MM and HL patients, while 2-aminoadipic acid, 2-aminoheptanedioic acid, erythritol, and threitol characterized DLBCL and CLL. Metabolomic analysis was able to highlight interesting differences between lymphoma patients and population controls, allowing the discrimination between pathologic and healthy subjects. Further studies are warranted to understand whether the peculiar metabolic patterns observed might serve as early biomarkers of lymphoma.

L’articolo completo a LINK

Luigi Barberini

New tools for Metabolomics from Mestrelab Research

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Set 042014

Mestrelab is a company operating in the field of spectroscopy software for a long time. They are the authors of Mnova a powerful tool for the NMR and mass spectrometry analysis platform independent and widely diffused. For the users of Mnova (like me) I report about the next course Mnova NMR Boot Camp in Zurich and Frankfurt, October 2014. Courses are organized as 2-days training (basic and advanced) in the morning and additionally dedicated workshops in the evening. Practical sessions will make use of Mnova software as principal software for spectra analysis.

Another important resource from Mesterlab about Mnova is YOUTUBE!!! Yes, really interesting tutorials about the innovative functionalities are available on the channel web youtube Mnova authored by Santi Dominguez, Manuel Perez Pacheco and the other guys in Mestrelab with ideas and comments from the several workshops about Mnova all over the world. Subscribe to the channel and get notified of new videos by Mestrelab.

I have found these webinars very useful…don’t miss the webinar on global spectral deconvoloution alghoritm and the mass spectrometry plugins in Mnova (Mnova MS: predicting the MS spectrum & comparing)

Greetings,

Luigi Barberini

Omic tools from the Web

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Lug 072014

Scientific community, especially the informaticists and bioinformaticists, is giving a strong pulse to the development of the Omic sciences with the releasing of Data Analysis Web Tools. There are, at the moment, a great amount of web-based products for the data analysis in metabolomics and in the others Omic sciences and it is really difficult to have a complete view to search, find and test the proper tool for our needs and requirements.

For this reason I would like to report this web site, Omic Tools, where it is possible to find Tools, News, Reviews and Info for the Omics researchers. Products reported are both freely available and commercial tools. It is really interesting that programs, databases or links to literature can be submitted to the readers attention.

Luigi Barberini

Metabolomica…on the web

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Apr 082014

Da poco è diventata operativa la versione 4.0 di MetaboAnalyst, una suite, disponibile on line, per l’analisi dati in metabolomica. Molto interessante il modulo di analisi dei pathway che include il calcolo delle reti metaboliche attivate caratterizzandole con due misure di centralità e modularità:

Computational Metabolomics

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Apr 082014

The metabolism can be represented as a complex system characterized by a high variability of components with properties related to their aggregation and self-organizing capabilities. The elements of metabolism are molecules of various kinds and structural properties, and such variability is observed at different metabolic scales going from metabolites to metabolic profiles via chemical reactions and metabolic pathways, as well as under static or dynamic aspects. The data analysis and interpretation approaches can give insights into exciting applications of the “metabolome” studies in human health, the so-called “Metabolomics”, but the “Data Analysis” sentence should be interoperated as the global ensemble of techniques devoted to the mining of information from experimental measurements. Goals for Data Analysis applied to Metabolomics can be represented in three different classes:

Exploration
Classification
Prediction

Exploration of data can give answers to the questions about the structures in my data, in order to define the analytical sources of similarity and dissimiliraty properties between samples and sample aggregates, using supplemental information as meta data and covariates to correct trends of no interest in our data in order to reduce the “noise” and increase the “signal”, the information. Classification can quantify the dissimilarities/similarities between groups in order to highlight the significant changes in metabolic samples properties. Finally, Prediction can answer to the question: “What is related or predictive of my variables of interest?”

All these steps in metabolomics data analysis have received contribution from several disciplines and now we must discuss about the Computational Metabolomics as the complete technique for the physical and mathematical modeling of biomedical properties of living systems.

In order to understand the real importance of Computational Metabolomics and to understand the need to a global training of involved researchers I would like to mention in this article:

Computational Metabolomics book form Prof. Nabil Semmar and the web site of MetaboAnalyst2.0

The book presents a variety of different computational approaches to describe the variability in metabolic systems, and the Web Site of MetaboAnalyst2.0 is a comprehensive tool suite for the metabolomics data analysis. . MetaboAnalyst is supported by THE METABOLOMICS INNOVATION CENTRE (TMIC), a Genome Canada-funded core facility realized by the efforts of several Metabolomics researchers, like Jianguo Xia (our Jeff), David Wishart and Mandal, Sinelnikov, Broadhurst, Psychogios, Young et al. in the next articles I will explain to you some important aspects of the theoretical approaches in Computational Metabolomics using the book of Prof. Semmar (and other references) and some practices with the tools of MetaboAnalyst.

Luigi Barberini

Basic Course in Metabolomics, Milan 4-5 November 2013

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Ott 032013

I colleghi di R4R, research for rent, terranno un corso di base sulla Metabolomica basate sull’NMR. Il corso è rivolto a spettroscopisti in NMR che approdano alle metabolomica ed hanno la necessità di acquisire i concetti di base. Durante il corso i partecipanti faranno uso di diversi software commerciali, come ad esempio MNova e Chenomx, che abbiamo introdotto e diffuso fin dagli inizi della Metabolomica a Cagliari. Sono strumenti di lavoro molto potenti di cui però in genere, i metabolomici non sfruttano a pieno le potenzialità se non sotto la guida di esperti di analisi dati.

Il link per le info sul corso è

R4R, Basic Course in Metabolomics, Milan 4-5 November 2013

Suggerisco anche di esplorare il sito di R4R, una company nata dall’esperienza in ricerca della Dot.ssa Silvia Mari della Dort.ssa Carla Marchioro e che offre servizi per lo sviluppo di progettualità in ambito metabolomico.

Luigi Barberini

Laboratorio NMR e sicurezza

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Apr 262013

L’uso di strumenti diagnostici basati Risonanza Magnetica in campo clinico è regolato da un quadro normativo operante da più di 25 anni; tuttavia strumenti a risonanza magnetica ad alto campo vengono usati da moltissimi anni anche nei laboratori di chimica-fisica per la caratterizzazione quantitativa di molecole attive all’NMR anche in miscele complesse. Con lo svilupparsi della metabolomica la risonanza è diventato uno strumento per analizzare campioni di interesse medicale per la diagnosi in vitro ed addirittura in alcuni casi si parla di NMR clinico con l’installazione degli strumenti vicino alla sala chirurgica. I problemi di sicurezza derivanti per i lavoratori dall’uso di campi magnetici intensi si ripropongono anche per l’NMR in vitro ed andrebbero osservate le linee guida e la normativa in uso per gli strumenti dell’Imaging; spesso gli operatori si trovano a dover cambiare frequentemente i campioni e si muovono in prossimità di intensi campi per lunghi intervalli di tempo nelle manovre di tuning del probe.

Spettrometro NMR del mio gruppo di ricerca che ho installato ed operato dal 2010. L’uso dell’autocampionatore riduce i problemi di esposizione a campi magnetici elevati.

Inoltre anche gli NMR per le analisi in vitro usano criogenici per il mantenimento dei campi magnetici. Le quantità di criogenici in genere sono molto inferiori a quelle degli scanner per l’imaging in vivo, tuttavia le problematiche di sicurezza per i lavoratori per la gestione di questi liquidi sono le stesse e comportano le stesse norme da osservare per la gestione in sicurezza degli strumenti.
L’INAIL ha prodotto una preziosissima pubblicazione dove vengono presentate le problematiche di sicurezza nel campo delle applicazioni scientifiche degli NMR ad alto campo.
la pubblicazione è disponibile dal link qui sotto e dal sito dell’INAIL.
Luigi Barberini
Applicazioni NMR_2012.pdf

Identification of Plasma Lipid Biomarkers for Prostate Cancer by Lipidomics and Bioinformatics

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Apr 102013

I lipidi hanno una funzione molto importante nella gestione del bilancio energetico e nel signaling molecolare. Molte molecole lipidiche sono stati associati all’evoluzione del cancro della prostata; tuttavia, nessuno di essi è stato approvato per essere usato come biomarker. Nell’articolo pubblicato su Plosone di Novembre 2012, ( Zhou X, Mao J, Ai J, Deng Y, Roth MR, et al. (2012) Identification of Plasma Lipid Biomarkers for Prostate Cancer by Lipidomics and Bioinformatics. PLoS ONE 7(11): e48889. doi:10.1371/journal.pone.0048889) si propone un interessante studio proprio sulla identificazione di molecole lipidiche come biomarcatori per la diagnosi di cancro alla prostata.
Articolo Plosone Zhou et al.pone.0048889

Il Gruppo MetabUNICA

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Mag 242010

Ho la fortuna di lavorare alla Metabolomica con mia moglie Claudia, ricercatrice in Chimica presso UNICA. Al momento abbiamo il laboratorio di preparativa dove i campioni che ci vengono inviati per l’analisi sono prepararti per l’analisi mediante Spettrometria di Massa.

Negli anni abbiamo sviluppo metodi di trattamento per diversi tipi di campioni e tessuti.

La preparazione è un punto essenziale perché si deve assicurare che il metodo sia standard.

Spesso il punto cruciale è l’estrazione della fase di interesse dove si trovano i metaboliti di interesse. E poi si passa all’analisi mediante GC-MS.

Luigi Barberini

Coordinatore Unità di Analisi dei Segnali e delle BioImmagini.

La Metabolomica a Cagliari

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Set 102008

Il mio Gruppo di Ricerca ha iniziato per primo a Cagliari gli studi sulle applicazioni di metabolomica in medicina. Abbiamo attualmete in corso linee di ricerca per la caratterizzazione del metabolica dei bambini nati pretermine, in collaborazione con il Prof. V. Fanos, ed uno studio dei pazienti neurologici sofferenti di Sclerosi Multipla, in collaborazione con la Prof. M. Marrosu; stiamo studiando inoltre i meccanismi della farmacoresistenza in epilessia, con il prof. F Marrosu.

Il primo lavoro di metabolomica a Cagliari è del 2004 e deriva da un mio progetto di ricerca realizzato in qualità di Assegnista di Ricerca dell’Università di Cagliari ed ha riguardato la caratterizzazione spettroscopia 1H-NMR del Liquor Cerfalorachidiano di pazienti affetti da Sclerosi Multipla; a partire da questo lavoro, nel quale ho coinvolto e coordinato il gruppo di Spettroscopia NMR del Prof. Adolfo Lai, Dipartimento di Scienze Chimiche, ho avviata la collaborazione con il Prof. Luigi Atzori, Tossicologia ed il Prof. Vassilios Fanos della Pediatria del Policlinico Universitario.

Ho poi svolto il dottorato di ricerca in Chimica sulla Metabolomica, partecipando alla prima Scuola di Metabolomica, organizzata dal compianto prof Filippo Conti di Roma. Ho partecipato poi alle successive Scuole organizzate dal Prof Conti prima della sua scomparsa; in queste scuole ho potuto conoscere ed avviare collaborazioni con i più attivi ricercatori internazionali in metabolomica.

L’esigenza di produrre analisi mediante altre tecniche quali la spettrometria di massa mi ha portato poi alla collaborazione con la Dott.ssa C. Fattuoni, del Dipartimento di Scienze Chimiche; con il suo gruppo abbiamo allestito un laboratorio di spettrometria di massa per la Metabolomica in cui attualmente eseguono esperimenti studenti di Chimica, CTF, Farmacologia e Medicina.

Le particolari esigenze di analisi e calcolo della metabolomica, specialmente in relazione alle applicazioni cliniche, mi ha poi portato a specializzare la parte computazionale della metabolomica realizzando, con il Contributo della Fondazione Banco di Sardegna, un Laboratorio di Metabolomica Computazionale presso la mia unità di ricerca UASB, Unità di Analisi dei Segnali e delle Bioimmagini fondata insieme al mio Tutor scientifico, Prof. F. Marrosu; l’unità è attiva nel settore dell’analisi dei segnali cerebrali.

Infine, nel 2010, raccogliendo i frutti dello sforzo di divulgazione della Metabolomica a Cagliari ho chiesto il contributo ad otto docenti dell’Università di Cagliari che hanno voluto investire sul mio progetto di Metabolomica ed ho acquistato ed installato uno spettrometro NMR (ricondizionato) dedicato alla Medicina ed in particolare alla Metabolomica. In qualità di Esperto Responsabile per la Sicurezza in Risonanza mi sono occupato di tutte le operazioni di installazione accettazione e gestione dello spettro.

Questo blog nasce per rispondere all’esigenza di rendere noto come è nato il filone di ricerca della Metabolomica a Cagliari e divulgare quanto fatto finora da me e dal mio gruppo in Metabolomica; per dare quante più informazioni possibili su questa disciplina che ha il fascino di raccordare Biologia, Chimica, Informatica, Fisica e Medicina.

Luigi Barberini