Global profiling of toxicologically relevant metabolites in urine: case study of reactive aldehydes
2020
Jamin, Emilien L. | Costantino, Robin | Mervant, Loïc | Martin, Jean-Francois | Jouanin, Isabelle | Blas-Y-Estrada, Florence | Guéraud, Françoise | Debrauwer, Laurent | Metatoul AXIOM (E20) ; MetaboHUB-MetaToul ; MetaboHUB-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL) ; Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3) ; Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT) ; Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP) ; Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP) ; Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3) ; Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT) ; 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International audience
Show more [+] Less [-]English. Among the numerous unknown metabolites representative of our exposure, focusing on toxic compounds should provide more relevant data to link exposure and health. For that purpose, we developed and applied a global method using data independent acquisition (DIA) in mass spectrometry to profile specifically electrophilic compounds originating metabolites. These compounds are most of the time toxic, due to their chemical reactivity toward nucleophilic sites present in biomacromolecules. The main line of cellular defense against these electrophilic molecules is conjugation to glutathione, then metabolization into mercapturic acid conjugates (MACs). Interestingly, MACs display a characteristic neutral loss in MS/MS experiments that makes it possible to detect all the metabolites displaying this characteristic loss, thanks to the DIA mode, and therefore to highlight the corresponding reactive metabolites. As a proof of concept, our workflow was applied to the toxicological issue of the oxidation of dietary polyunsaturated fatty acids, leading in particular to the formation of toxic alkenals, which lead to MACs upon glutathione conjugation and metabolization. By this way, dozens of MACs were detected and identified. Interestingly, multivariate statistical analyses carried out only on extracted HRMS signals of MACs yield a better characterization of the studied groups compared to results obtained from a classic untargeted metabolomics approach.
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This bibliographic record has been provided by Institut national de la recherche agronomique