Mestrado em Biomedicina MolecularThe absorption of radiation in the mid-infrared spectral region provides detailed information on the chemical composition of biological samples. Most molecular species absorbs infrared light, giving rise to distinctive spectral patterns in transmitted light. The pathological conditions are associated with metabolic disorders that are reflected in homeostatic changes of molecular components of cells and tissues. The clinical potential of Fourier Transform Infrared (FTIR) spectroscopy to detect such changes and its use as a diagnostic tool has received increasing attention. This technique allows the identification of signals associated with dementia at a biochemical level, and helps to identify specific biomarkers.
This dissertation is an exploratory study, which aimed to test the ability of FTIR to discriminate between control and Alzheimer’s Disease (AD) samples and to identify spectroscopic signals spectroscopic signals corresponding to functional groups of biomarkers present in serum and plasma of the disease.
Blood samples were collected and volunteers of the study were submitted to cognitive evaluation through Mini Mental State Examination (MMSE) and Clinical Dementia Rating (CDR). Relevant clinical information was also collected. Samples of putative Alzheimer's patients, as well as samples of the controls matched by age and sex were analyzed by FTIR. Spectra in the range 4000-900 cm-1 were submitted to Principal Component Analysis (PCA).
With the diagram of the factorial coordinates (scores) of the PCA was possible to discriminate the sample spectra of putative Alzheimer's patients, of the sample spectra of controls. The diagram of the factorial contributions (loadings) allowed the identification of spectroscopic signals associated with functional groups of biomarkers involved in discrimination between samples from patients and controls.
In future, after matching all spectroscopic signals of the corresponding AD biomarkers and gathering biomarker (s) responsible for the spectroscopic identification of AD will be possible to develop a model of multivariate classification.A absorção de radiação na região espectral do infravermelho médio fornece informações detalhadas sobre a composição química das amostras biológicas. A maioria das espécies moleculares absorve a luz infravermelha, que dá origem a padrões espectrais característicos na luz transmitida. As condições patológicas estão associadas a perturbações do metabolismo, que se refletem em alterações homeostáticas dos componentes moleculares das células e dos tecidos. O potencial clínico da espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) para detetar tais mudanças e o seu uso como uma ferramenta de diagnóstico tem recebido cada vez mais atenção. Esta técnica permite a identificação de sinais associados à demência, a um nível bioquímico, e auxilia na identificação de biomarcadores específicos.
Esta dissertação é um estudo exploratório que pretendeu testar a capacidade da espectroscopia FTIR para discriminar amostras de indivíduos controlo de amostras de possíveis doentes de Alzheimer, e identificar sinais espectroscópicos correspondentes a grupos funcionais de biomarcadores presentes no soro e no plasma relativos à doença.
As amostras de sangue foram colhidas e os voluntários do estudo foram submetidos à avaliação cognitiva através do Mini Exame do Estado Mental (MEEM) e da Escala de Avaliação Clínica da Demência (CDR). Informações clínicas relevantes também foram recolhidas. As amostras dos possíveis doentes de Alzheimer, assim como as amostras dos controlos pareados com a mesma idade e sexo foram analisadas por FTIR. Os espectros na gama de 4000-900 cm-1 foram submetidos à análise em componentes principais (ACP).
Com o diagrama das coordenadas fatoriais (scores) do PCA foi possível discriminar os espectros das amostras de possíveis doentes de Alzheimer dos espectros das amostras dos controlos. O diagrama das contribuições fatoriais (loadings) permitiu a identificação de sinais espectroscópicos associados a grupos funcionais de biomarcadores envolvidos na discriminação entre amostras de doentes e controlos.
Futuramente, após a recolha de todos os sinais espectroscópicos correspondentes aos biomarcadores de AD e de definir o (s) biomarcadores responsável (eis) pela identificação espectroscópica de AD, será possível desenvolver um modelo de classificação multivariada
