Objectif : étudier le profil métabolomique / lipidomique du glaucome dans l’humeur aqueuse.
Matériels et méthodes : le profil métabolomique porté par les patients atteints de glaucome primitif à angle ouvert (GPAO, n = 26) a été comparé à une cohorte de témoins appariés selon l'âge et le sexe (n = 26), tous subissant une chirurgie de la cataracte. Des analyses univariées et multivariées ont été utilisées pour rechercher des caractéristiques discriminantes.
Résultats : parmi les 188 métabolites analysés, 54 (28,7%) ont été mesurés avec précision. Les PLS-DA appariées supervisées ont montré de bonnes performances prédictives globales avec les valeurs médianes AUROC et une p-value pour les ensembles de tests de 0,89 et 0,0087 respectivement. Vingt-trois métabolites ont été impliqués dans la discrimination entre les deux groupes, parmi lesquels les 13 métabolites présentent des différences significatives selon l'analyse univariée après correction de Benjamini-Hochberg. La signature était caractérisée par des concentrations réduites de taurine et de spermine et des concentrations accrues de créatinine, de carnitine, de trois acylcarnitines à chaîne courte, de sept acides aminés (glutamine, glycine, alanine, leucine, d’isoleucine, d’hydroxylproline et d’acétylornithine), de sept phosphatidylcholines , une lysophosphatidylcholine et une sphingomyéline.
Conclusion : la signature métabolomique du glaucome dans l'humeur aqueuse met en évidence l'altération des métabolites impliqués dans l'osmoprotection (taurine et la créatinine), la neuroprotection (spermine, taurine, carnitine), le métabolisme des acides aminés (six acides aminés et trois acylcarnitines) et le remodelage cellulaire des tissus drainés par l’humeur aqueuse (hydroxyproline et phospholipides). Certaines de ces altérations métaboliques reproduisent des caractéristiques déjà présentes dans la signature métabolomique du plasma de GPAO (spermine, acylcarnitines C3 et C4, PC aa 34: 2 et PC aa 36: 4), renforçant ainsi leur importance dans la pathogenèse du glaucome.
Purpose : to investigate the metabolomics/lipidomics profile of glaucoma in aqueous humor.
Methods : the metabolomic profile carried by patients with primary open angle glaucoma (POAG, n = 26) was compared by targeted metabolomics/lipidomics to an age- and sex-matched cohort of controls (n = 26), all undergoing cataract surgery. Univariate and multivariate analyses were used to search for discriminating features.
Results : among the 188 metabolites analyzed, 54 (28.7 %) were accurately measured. Supervised paired PLS-DA showed good global predictive performance with median AUROC and p-values for the test sets of 0.89 and 0.0087, respectively. Twenty-three metabolites were found to be involved in discrimination between the two groups, these included the 13 metabolites showing significant differences using univariate analysis after Benjamini-Hochberg correction. The signature was characterized by reduced concentrations of taurine and spermine, and increased concentrations of creatinine, carnitine, three short chain acylcarnitines, seven amino acids (glutamine, glycine, alanine, leucine, isoleucine, hydroxyl-proline and acetyl-ornithine), seven phosphatidylcholines, one lysophosphatidylcholine and one sphingomyelin.
Conclusions : the metabolomic signature of glaucoma in the aqueous humor highlights alteration of metabolites involved in osmoprotection (taurine and creatinine), neuroprotection (spermine, taurine, carnitine), amino acids metabolism (six amino acids and three acylcarnitines) and cell remodeling of tissues drained by the aqueous humor (hydroxyproline and phospholipids). Some of these metabolic alterations reproduce features already found in the metabolomic signature of POAG plasma (spermine, C3 and C4 acylcarnitines, PC aa 34:2 and PC aa 36:4), thus reinforcing their importance in glaucoma pathogenesis.