Met4Metab: Hedefli ve hedefsiz metabolomik yöntemlerin klinik tanı için standardizasyonu

Künye

Proje no	25HLT04
Kısa adı	Met4Metab
Program	Avrupa Metroloji Ortaklığı (Horizon Europe ve katılımcı ülkelerce ortak finanse edilir), Sağlık
Süre	Temmuz 2026 – Haziran 2029 (36 ay)
Koordinatör	Gavin O’Connor, PTB (Almanya)

Neden gerekli?

Sağlık hizmetleri “herkese aynı tedavi” yaklaşımından, her hastanın kendi biyolojisine göre şekillenen kişiye özel tıbba doğru ilerliyor. Bunun için vücuttaki biyolojik süreçleri bütüncül olarak görmek gerekiyor. Metabolomik, hücrelerde, dokularda ve vücut sıvılarındaki küçük biyokimyasal moleküllerin tamamını, yani metabolomu inceler. Bir kişinin metabolik durumu, sağlığının saatler, günler ve yıllar içindeki değişimini yansıtan nesnel bir göstergedir. Kütle spektrometrisi (MS) klinik laboratuvarlarda steroid, vitamin ve ilaç düzeylerinin ölçümünde zaten rutin olarak kullanılıyor; yenidoğan taraması da bu yöntemlerin klinik pratiğe geçmiş somut bir örneği.

Hedefli metabolomik yöntemler onlarca ile yüzlerce, hedefsiz yöntemler ise yüzlerce ile binlerce metaboliti aynı anda ölçer. Ancak bu ölçümler farklı yöntemler, kalibrasyonlar ve değerlendirme yaklaşımlarıyla yapıldığı için çalışmalar arasında karşılaştırma zordur. Hedefsiz yöntemlerin sonuçları ise nadiren SI birimleriyle ifade edilir. Ulusal metroloji enstitüleri bugüne kadar referans yöntemlerini tek tek ya da küçük gruplar hâlindeki metabolitlere uygulayabildi; bu ölçekteki çoklu ölçümler mevcut kapasiteyi aşıyor. AB’nin in vitro tanı cihazları yönetmeliği (2017/746) ise üreticilerden atanan değerlerin metrolojik izlenebilirliğini göstermelerini istiyor.

Hedefler

1. Hedefli metabolomik için referans ölçüm sistemleri (İP1): Kalibrasyon standartlarının tam otomatik hazırlanması dahil, 50’den fazla ölçüleni birlikte içeren metabolit standart çözeltilerinin karakterizasyonu için referans ölçüm yöntemleri geliştirmek. Bu çözeltiler ISO 17511, ISO 15193, ISO 15194 ve ISO 17034’ün izlenebilirlik gerekliliklerine uygun kalibratör ya da referans malzeme olarak kullanılabilecek.
2. Hedefsiz yöntemlerin standardizasyonu (İP2): Cihaz sinyallerini SI’ya izlenebilir birimlere dönüştürmek için “işaret molekülleri” ve iç standartlara dayanan kalibrasyon stratejilerini kemoinformatik, veri madenciliği, makine öğrenmesi ve yapay zekâ yöntemleriyle geliştirmek.
3. Matris referans malzemeleri (İP3): Metabolomik Kalite Güvence ve Kalite Kontrol Konsorsiyumu (mQACC) ile birlikte düzenli olarak güncellenecek üç matris referans malzemesi hazırlamak.
4. Klinik kullanıma geçiş (İP4): Avrupa’daki klinik omik tesisleri ve biyobankalarla birlikte, geliştirilen kalibrasyon yaklaşımlarının klinik laboratuvarların ISO 15189 gerekliliklerini karşılamasına yardımcı olmasını sağlamak; ölçüm belirsizliği, tekrarlanabilirlik ve doğruluk tahminleri sunmak.
5. Kalıcı Avrupa altyapısı (İP4 ve İP5): Laboratuvar Tıbbında İzlenebilirlik Avrupa Metroloji Ağı (EMN TLM) ve metabolomik dernekleriyle birlikte, metabolomik ölçüm sonuçlarının standardizasyonu için sürdürülebilir bir Avrupa altyapısı kurmak.

Yaklaşım

Otomatik kalibrasyon standartları

Ulusal metroloji enstitülerinde referans değerler genellikle izotop seyreltmeli kütle spektrometrisiyle belirlenir. Bu yöntem en düşük ölçüm belirsizliğini sağlar ve sonuçları doğrudan SI’ya izlenebilir kılar, ancak kalibrasyon çözeltilerinin gravimetrik hazırlanması elle yapıldığı için çok emek ister. Bu yüzden enstitüler çoğunlukla aynı anda tek bir ya da birkaç benzer ölçülen için referans ölçüm sunabiliyor. Met4Metab’da analitik terazilerle birleştirilmiş sıvı taşıma robotları geliştirilecek ve değerlendirilecek. Hedef, öncelikli metabolitleri biyolojik olarak anlamlı derişimlerde içeren ve bağıl genişletilmiş belirsizliği %3’ün altında olan çoklu standart çözeltiler hazırlamak; böylece aynı anda hazırlanabilen ölçülen sayısını 1’den 50’ye çıkarmak.

Aday metabolitler arasında glutamin, triptofan ve kinürenik asit, fenilalanin, serin gibi amino asitler; piruvat, sitrat, süksinat gibi enerji metabolizmasının merkezî metabolitleri; sfingomiyelinler, seramidler ve fosfatidilkolinler gibi lipitler ile kreatinin ve kolin gibi belirli klinik ilişkileri olan bileşikler bulunuyor. İzlenebilir sertifikalı referans malzemesi bulunmayan metabolitlerin saflığını belirlemek için kütle dengesi, peptit safsızlığı düzeltmeli amino asit analizi (PICAA) ve kantitatif NMR (qNMR) yaklaşımları değerlendirilecek.

İşaret molekülleri

Binlerce ölçülen için tam karakterize edilmiş matris kalibratörleri hazırlamak tek bir enstitünün kapasitesini aşar ve rutin kullanım için pratik değildir. Proje bunun yerine, kohortlar içinde ve arasında görece kararlı olan endojen metabolitleri makine öğrenmesiyle belirleyerek bunları “işaret molekülleri” olarak kullanmayı hedefliyor. Diğer metabolitler kemoinformatik yöntemlerle bu işaret moleküllerine bağlanacak ve farklı kalibrasyon stratejilerinin nicelendirme doğruluğuna etkisi incelenecek. Bu yaklaşımın belirsizliği daha yüksek olabilir, ancak enstitüler ve klinik laboratuvarlar için uygulanabilir, pratik bir izlenebilirlik yolu sunuyor.

Referans malzemeler ve klinik doğrulama

Hedefsiz metabolomikte en yaygın kullanılan uzun dönemli referans malzeme NIST’in insan plazması SRM 1950’dir. Tek bir malzemeye bağımlı kalmak, malzeme tükendiğinde tüm uyumlaştırmanın kaybolması riskini taşır. Proje, kullanıcıların sonuçlarını paylaşabileceği özel bir web portalıyla desteklenen üç matris referans malzemesi geliştirecek. Kalibrasyon malzemelerinin ve yöntemlerinin hasta kohortlarındaki etkisi incelenecek, yöntemler laboratuvarlar arası bir karşılaştırmayla doğrulanacak ve beklenen doğruluk ile belirsizlik düzenleyiciler ve paydaşlarla paylaşılacak.

İş paketleri

İş paketi	Konu	Lider
İP1	Hedefli metabolomik için standardizasyon	LGC
İP2	Hedefsiz metabolomik için kalibrasyon stratejileri	PTB
İP3	Kalite kontrol malzemeleri	BAM
İP4	Yöntemlerin araştırmadan klinik kullanıma aktarılması	Vetmeduni
İP5	Etki oluşturma	Liverpool Üniversitesi
İP6	Yönetim ve koordinasyon	PTB

TÜBİTAK UME, İP1–İP4’te yer alıyor. Kütle spektrometrisiyle SI’ya izlenebilir analitik yöntem geliştirme, metabolit analizi ve qNMR ile standartların saflık tayini konusundaki deneyimi ağırlıklı olarak İP1’de kullanılacak.

Beklenen etki

Proje, Avrupa ulusal metroloji enstitülerinin yeni referans ölçüm yöntemleri, standart çözelti kalibratörleri, matris referans malzemeleri ve hesaplamalı iş akışları geliştirme kapasitesini güçlendirerek çoklu metabolomik yöntemlerin araştırmadan sıkı düzenlenen klinik ortama geçişini hızlandırmayı amaçlıyor. Karşılaştırılabilir ve güvenilir sonuçlar, kişiye özel tedavilere, örneğin cinsiyete özgü farklılıkların daha iyi anlaşılmasına da katkı sağlayacak. Sonuçlar ön baskılar, açık veri depoları (MetaboLights, Metabolomics Workbench) ve açık kaynaklı yazılımlarla paylaşılacak; eğitim malzemeleri mQACC ve Metabolomik Derneği aracılığıyla yaygınlaştırılacak.

Ortaklar

• Ulusal metroloji enstitüleri ve görevlendirilmiş enstitüler: PTB (Almanya, koordinatör), BAM (Almanya), FTMC (Litvanya), IAPR (Yunanistan), LGC (Birleşik Krallık), LNE (Fransa), TÜBİTAK UME (Türkiye)
• Üniversiteler ve araştırma kuruluşları: CEA (Fransa), Charité – Universitätsmedizin Berlin (Almanya), Gebze Teknik Üniversitesi (Türkiye), Helmholtz Enfeksiyon Araştırmaları Merkezi HZI (Almanya), ICAN (Fransa), TU Braunschweig (Almanya), Liverpool Üniversitesi (Birleşik Krallık), Lozan Üniversitesi (İsviçre), Viyana Veterinerlik Üniversitesi (Avusturya), Helmholtz Zentrum München (Almanya)
• Sanayi ve iş birliği ortakları: Merck Life Science (Almanya), NIST (ABD)

Bağlantılar

• Proje web sitesi