The Sweat Metabolome of Screen-Positive Cystic Fibrosis Infants: Revealing Mechanisms beyond Impaired Chloride Transport
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Notice bibliographique
Résumé
The sweat chloride test remains the gold standard for confirmatory diagnosis of cystic fibrosis (CF) in support of universal newborn screening programs. However, it provides ambiguous results for intermediate sweat chloride cases while not reflecting disease progression when classifying the complex CF disease spectrum given the pleiotropic effects of gene modifiers and environment. Herein we report the first characterization of the sweat metabolome from screen-positive CF infants and identify metabolites associated with disease status that complement sweat chloride testing. Pilocarpine-stimulated sweat specimens were collected independently from two CF clinics, including 50 unaffected infants (e.g., carriers) and 18 confirmed CF cases. Nontargeted metabolite profiling was performed using multisegment injection-capillary electrophoresis-mass spectrometry as a high throughput platform for analysis of polar/ionic metabolites in volume-restricted sweat samples. Amino acids, organic acids, amino acid derivatives, dipeptides, purine derivatives, and unknown exogenous compounds were identified in sweat when using high resolution tandem mass spectrometry, including metabolites associated with affected yet asymptomatic CF infants, such as asparagine and glutamine. Unexpectedly, a metabolite of pilocarpine, used to stimulate sweat secretion, pilocarpic acid, and a plasticizer metabolite from environmental exposure, mono(2-ethylhexyl)phthalic acid, were secreted in the sweat of CF infants at significantly lower concentrations relative to unaffected CF screen-positive controls. These results indicated a deficiency in human paraoxonase, an enzyme unrelated to mutations to the cystic fibrosis transmembrane conductance regulator (CFTR) and impaired chloride transport, which is a nonspecific arylesterase/lactonase known to mediate inflammation, bacterial biofilm formation, and recurrent lung infections in affected CF children later in life. This work sheds new light into the underlying mechanisms of CF pathophysiology as required for new advances in precision medicine of orphan diseases that benefit from early detection and intervention, including new molecular targets for therapeutic intervention.
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Prédiction distillée sur la base complète
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,002 | 0,003 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,002 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle