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'''Metabolômica''' é o [[estudo]] [[científico]] dos [[processo]]s [[químico]]s envolvendo [[metabólito]]s, ou seja, o estudo sistemático da composição química ocasionada por processos específicos celulares específicos em determinado momento, sob determinadas condições fisiológicas e ambientais. <ref>[http://www.biotecnologia.com.br/revista/bio36/metaboloma_36.pdf Villas-Bôas, S. G.; Gombert, A. K. "Análise do Metaboloma", ''Biotecnologia: Ciência & Desenvolvimento'', v.9, n.36, p.58-69, 2006]</ref> O metaboloma representa a [[coleção]] de todos os metabólitos em um meio [[biológico]], [[órgão]], [[tecido]] [[celular]] ou [[organismo]], que são os [[produto]]s finais dos processos celulares. Assim, enquanto os dados de [[expressão gênica]] de [[mRNA]] e análises [[proteômica]]s fornecem parte das informações dos eventos que ocorrem na célula, o perfil metabólico fornece informações instantâneas sobre a fisiologia celular e consequentemente do organismo em estudo. Um dos desafios da [[biologia de sistemas]] e da [[genômica funcional]] é integrar as informações da análise do [[proteoma]], [[transcriptoma]] e metaboloma, visando obter um panorama completo sobre o organismo em estudo.<ref name=Dunn>{{cite journal |author=Dunn WB, Broadhurst DI, Atherton HJ, Goodacre R, Griffin JL |title=Systems level studies of mammalian metabolomes: the roles of mass spectrometry and nuclear magnetic resonance spectroscopy |journal=Chem. Soc. Rev |volume=40 |issue= |pages=387–426 |year=2011 |month= |pmid=14582645 |doi=10.1039/b906712b |url=http://www.biospec.net/pubs/pdfs/Dunn-ChemSocRev2011.pdf}}</ref>
 
O metaboloma representa a [[coleção]] de todos os metabólitos em um meio [[biológico]], [[órgão]], [[tecido]] [[celular]] ou [[organismo]], que são os [[produto]]s finais dos processos celulares. Assim, enquanto os dados de [[expressão gênica]] de [[mRNA]] e análises [[proteômica]]s fornecem parte das informações dos eventos que ocorrem na célula, o perfil metabólico fornece informações instantâneas sobre a fisiologia celular e consequentemente do organismo em estudo.
 
Um dos desafios da [[biologia de sistemas]] e da genômica funcional é integrar as informações da análise do [[proteoma]], [[transcriptoma]] e metaboloma, visando obter um panorama completo sobre o organismo em estudo.
 
==Origens==
 
A idéia de que os componentes dos fluidos biológicos refletem a [[saúde]] de um [[indivíduo]] existe de longo data. Antigos médicos[[médico]]s chineses usavam formigas[[formiga]]s para a avaliar a [[urina]] de pacientes[[paciente]]s, no intuito de detectar se a urina continha altos níveis de [[glicose]] e, portanto, diagnosticar [[diabetes]]. <ref name=VDGarticle>Van der greef and Smilde, J Chemomet, (2005) 19:376-386</ref> Na [[Idade Média]], "tabelas de urina" foram utilizadosutilizadas para vincular as cores[[cor]]es, sabores[[sabor]]es e cheiros[[cheiro]]s deda urina à várias condições médicas, que são metabólicas na origem. <ref name=JKNnature>{{cite journal |author=Nicholson JK, Lindon JC |title=Systems biology: Metabonomics |journal=Nature |volume=455 |issue=7216 |pages=1054–6 |year=2008 |month=October |pmid=18948945 |doi=10.1038/4551054a |url=}}</ref>
 
[[Ficheiro:FreshFrozenPlasma.JPG|thumb|right|180px|'''Metabolômica aplicada ao diagnóstico de doenças''': a detecção ou variação de determinados metabólitos em [[plasma sanguíneo]] (imagem), [[urina]], [[lágrima]] e outros fluidos biológicos poderiam sugerir o estado de saúde de um indivíduo]]
 
O conceito de que cada indivíduo poderia ter um "perfil metabólico" e que este seria refletido na composição de seus fluidos biológicos foi introduzido por Roger Williams no final da [[década de 1940]],.<ref>Gates and Sweeley, Clin Chem (1978) 24(10):1663-73</ref> Utilizando [[cromatografia]]|cromatografia em papel]], Williams e integrantes de seu grupo de estudos sugeriram padrões metabólicos característicos na urina e [[saliva]], associando-os a doenças tais como a [[esquizofrenia]]. No entanto, foi somente através de avanços tecnológicos nas décadas de 1960 e 1970 que se tornou viável a [[análise quantitativa]] para estudasestudar perfis metabólicos. <ref>Preti, George. "Metabolomics comes of age?" ''The Scientist'', 19[11]:8, June 6, 2005.</ref> O termo "perfil metabólico" foi introduzido por Horning e colaboradores em 1971, após demonstrarem que a [[cromatografia em fase gasosa-]] acoplada à [[espectrometria de massa]] (GC-MS) poderia ser utilizada para medirdetectar os compostos presentes na urina humana e extrato de tecidos humanos. <ref name="VDGarticle"/><ref>Novotny et al J Chromatog B (2008) 866:26-47</ref> Durante os anos 70, o grupo de Horning, juntamente com o de [[Linus Pauling]] e Arthur Robinson desenvolveram metodologias de análise por GC-MS para monitorar os metabolitosmetabólitos presentes na urina.<ref>Griffiths, W.J. and Wang, Y. (2009) Chem Soc Rev 38:1882-96</ref>
 
Ao mesmo tempo, a [[espectroscopia de ressonância magnética nuclear]] (RMN), que foi descobertadesenvolvida na [[década de 1940]], foi também objeto de rápidos avanços. Em 1974, Seeley e colaboradores demonstraram a utilidade de usar a RMN para detectar metabólitos em amostras biológicas não modificadas.<ref>{{cite journal | author=Hoult DI, Busby SJ, Gadian DG, Radda GK, Richards RE, Seeley PJ |title=Observation of tissue metabolites using 31P nuclear magnetic resonance |journal=Nature |volume=252 |issue=5481 | pages=285–7 |year=1974 |month=November |pmid=4431445 | doi=10.1038/252285a0 | bibcode=1974Natur.252..285H}}</ref> Este primeiro estudo - realizado em [[Músculo liso|células musculares]] - determinou que 90% de [[ATP]] [[celular]] éestá complexado com [[magnésio]]. Como a sensibilidade da técnica melhorou com a evolução da forças do [[campo magnético]] e magia dedo ângulo de giro, a RMN continua a ser uma ferramenta importante de análise para investigar o metabolismo.<ref name=VDGarticle/><ref name=JKNnature/> Esforços recentes para utilizar RMN em metabolômica têm sido em grande parte impulsionado pelo laboratório do Dr. Jeremy Nicholson no Birkbeck College, [[Universidade de Londres]] e posteriormente no [[Imperial College London]]. Em 1984, Nicholson mostrou que a utilização de [[RMN]] de [[hidrogênio-]] 1 (RMN de<sup>1</sup>H NMR) poderia potencialmente ser usada ​​para diagnosticar [[diabetes mellitus]], e mais tarde foi pioneiro na aplicação de métodos de reconhecimento de padrões de dados espectroscópicos.<ref>Holmes E and Antti H (2002) Analyst 127:1549-57</ref><ref>Lenz EM and Wilson ID (2007) J Proteome Res 6(2):443-58</ref>
 
[[Ficheiro:L Pauling.jpg|thumb|left|180px|[[Linus Pauling]]: um dos cientistas que contribuiram para o avanço das metodologias de análise de metabólitos em fluidos biológicos]]
 
Em 2005, o primeiro [[banco de dados]] de metabolômica para a caracterização de metabólitos humanos, o [[METLIN]],<ref name="Smith CA, I'Maille G, Want EJ, Qin C, Trauger SA, Brandon TR, Custodio DE, Abagyan R, Siuzdak G 2005 747–51">{{cite journal | author=Smith CA, I'Maille G, Want EJ, Qin C, Trauger SA, Brandon TR, Custodio DE, Abagyan R, Siuzdak G |title=METLIN: a metabolite mass spectral database |journal=Ther Drug Monit |volume=27 |issue=6| pages=747–51 |year=2005 |month=December |pmid=16404815 |url=http://masspec.scripps.edu/publications/public_pdf/107_art.pdf}}</ref> foi desenvolvido no laboratório Siuzdak no ''Scripps Research Institute'' e continha mais de 5.000 metabólitos além de dados espectroscópicos de massa em tandem. Em 2011, o METLIN possuia registrado aproximadamente 40.000 metabólitos, sendo o maior repositório de dados de espectrometria de massa em tandem em metabolômica.
 
Em 23 de janeiro de 2007, o grupo envolvido no projeto Metaboloma Humano, liderado pelo Dr. David Wishart da [[Universidade de Alberta]] ([[Canadá]]), completaram o primeiro esboço do metaboloma humano, que consistia em um banco com dados de aproximadamente 2.500 metabólitos, 12001.200 fármacos e 35003.500 componentes dos alimentos. <ref name="Wishart DS, Tzur D, Knox C, et al. 2007 D521–6">{{cite journal |author=Wishart DS, Tzur D, Knox C, ''et al.'' |title=HMDB: the Human Metabolome Database |journal=Nucleic Acids Research |volume=35 |issue=Database issue |pages=D521–6 |year=2007 |month=January |pmid=17202168 |pmc=1899095 |doi=10.1093/nar/gkl923}}</ref><ref>{{cite journal |author=Wishart DS, Knox C, Guo AC, Eisner R, Young N, Gautam B, Hau DD, Psychogios N, Dong E, Bouatra S, Mandal R, Sinelnikov I, Xia J, Jia L, Cruz JA, Lim E, Sobsey CA, Shrivastava S, Huang P, Liu P, Fang L, Peng J, Fradette R, Cheng D, Tzur D, Clements M, Lewis A, De Souza A, Zuniga A, Dawe M, Xiong Y, Clive D, Greiner R, Nazyrova A, Shaykhutdinov R, Li L, Vogel HJ, Forsythe I |title=HMDB: a knowledgebase for the human metabolome |journal=Nucleic Acids Research |year= 2009 |pmid=18953024 |doi=10.1093/nar/gkn810 |url= |volume=37 |pages=D603 |issue=Database issue |pmc=2686599}}</ref> Estas informações estão disponíveis no ''Human Metabolome Database'' (www.hmdb.ca) e com base na análise de informações disponíveis na [[literatura científica]] atual, está longe de ser completada. <ref>{{cite journal |author=Pearson H |title=Meet the human metabolome |journal=Nature |volume=446 |issue=7131 |pages=8 |year=2007 |month=March |pmid=17330009 |doi=10.1038/446008a |url=}}</ref> Em contraste, existem muito mais informações sobre os metaboloma de outros organismos. Por exemplo, mais de 50.000 metabolitosmetabólitos já foram caracterizados em espécies vegetais, e milhares de metabólitos já foram identificados e/ou caracterizados em plantas individuais.<ref>{{cite journal |author=De Luca V, St Pierre B |title=The cell and developmental biology of alkaloid biosynthesis |journal=Trends Plant Sci. |volume=5 |issue=4 |pages=168–73 |year=2000 |month=April |pmid=10740298 |doi= 10.1016/S1360-1385(00)01575-2|url=}}</ref><ref>{{cite journal |author=Griffin JL, Shockcor JP |title=Metabolic profiles of cancer cells |journal=Nat. Rev. Cancer |volume=4 |issue=7 |pages=551–61 |year=2004 |month=July |pmid=15229480 |doi=10.1038/nrc1390 |url=}}</ref> Em espécies vegetais, várias projetos de metabolômica estão em andamento, principalmente tendo as [[espécie]]s ''[[Medicago|Medicago truncatula]]'' e ''[[Arabidopsis thaliana]]'' como modelos.
 
Ainda em meados de 2010, a metabolômica ainda era considerada um "campo emergente". <ref name=Morrow2010>{{Cite news
| last = Morrow Jr., Ph.D. | first = K. John | date = 1 April 2010 | accessdate = 28 June 2010
| title = Mass Spec Central to Metabolomics | periodical = Genetic Engineering & Biotechnology News
| url = http://www.genengnews.com/gen-articles/mass-spec-central-to-metabolomics/3229/
| archiveurl = http://www.webcitation.org/5qp39ElGM | archivedate = 28 June 2010
| postscript = <!-- Bot inserted parameter. Either remove it; or change its value to "." for the cite to end in a ".", as necessary. -->}}</ref> Além disso, notou-se que progressos dependem em grande parte de uma resposta àaos "desafios técnicos insolúveis" e pela evolução da instrumentação da técnica de espectrometria de massas.
 
O termo "metabolômica" foi cunhado em analogia a [[transcritoma|transcriptômica]] e [[proteômica]]; assim como o [[transcritoma]] e o [[proteoma]], o metaboloma de um organismo também é dinâmico, mudando de segundoa emcada segundo. Embora o metaboloma possa ser definidoanalisado prontamente, atualmente não é possível analisarmonitorar toda a gama de metabolitosmetabólitos de uma amostra utizando porapenas umuma único método analítico.
 
==Metabólitos==
[[Ficheiro:Metabolism diagram.svg|thumb|right|180px|[[Metabolismo|Mapa metabólico]]:Metabólitos são todos os intermediários e produtos do [[metabolismo]] de determinado organismo]]
 
Metabólitos são intermediários e produtos do [[metabolismo]]. Dentro do contexto da metabolômica, um metabolitometabólito é geralmente definido como qualquer [[molécula]] menor que 1 [[Unidade de massa atômica|kDa]].<ref>{{cite journal |author=Samuelsson LM, Larsson DG |title=Contributions from metabolomics to fish research |journal=Mol Biosyst |volume=4 |issue=10 |pages=974–9 |year=2008 |month=October |pmid=19082135 |doi=10.1039/b804196b |url=}}</ref> No entanto, existem exceções a esta, dependendo da amostra e do método de detecção. Por exemplo, macromoléculas como as [[lipoproteína]]s e [[albumina]] são detectadas de forma segura em estudos metabolômicos dedo [[plasma sanguíneo]] usando a técnica de RMN.<ref>{{cite journal |author=Nicholson JK, Foxall PJ, Spraul M, Farrant RD, Lindon JC |title=750 MHz 1H and 1H-13C NMR spectroscopy of human blood plasma |journal=Anal. Chem. |volume=67 |issue=5 |pages=793–811 |year=1995 |month=March |pmid=7762816 |doi= 10.1021/ac00101a004|url=}}</ref>
 
Tratando-se de plantas[[planta]]s, é habitual a distinção entre metabólitos primários e [[produtoMetabolito naturalsecundário|metabólitos secundários]]. Os metabólitos primários estão diretamente envolvidos no [[crescimento]], [[reprodução]] e desenvolvimento vegetal; já os metabólitos secundários geralmente não estão diretamente envolvidos nesses processos, mas possuem funções ecológicas importantes, como atração de polinizadores[[polinizador]]es, [[antibiótico|ação antibiótica]] e [[pigmentação]].<ref>{{cite journal |author=Bentley R |title=Secondary metabolite biosynthesis: the first century |journal=Crit. Rev. Biotechnol. |volume=19 |issue=1 |pages=1–40 |year=1999 |pmid=10230052 |doi=10.1080/0738-859991229189 |url=}}</ref> Em contraste, nos estudos de metabolômica em [[seres humanos]] é comum classificar os metabolitosmetabólitos como endógenos[[endógeno]]s (produzidos pelo organismo) ou exógenos.<ref>{{cite journal |author=Nordström A, O'Maille G, Qin C, Siuzdak G |title=Nonlinear data alignment for UPLC-MS and HPLC-MS based metabolomics: quantitative analysis of endogenous and exogenous metabolites in human serum |journal=Anal. Chem. |volume=78 |issue=10 |pages=3289–95 |year=2006 |month=May |pmid=16689529 |doi=10.1021/ac060245f |url=}}</ref> Metabólitos que são produtos de degradação de substâncias estranhas ao organismo, tais como fármacos e drogas são chamados xenometabólitos. <ref>{{cite journal |author=Crockford DJ, Maher AD, Ahmadi KR, ''et al.'' |title=1H NMR and UPLC-MS(E) statistical heterospectroscopy: characterization of drug metabolites (xenometabolome) in epidemiological studies |journal=Anal. Chem. |volume=80 |issue=18 |pages=6835–44 |year=2008 |month=September |pmid=18700783 |doi=10.1021/ac801075m |url=}}</ref>
 
O metaboloma forma uma grande rede de reações metabólicas, onde os produtos de uma [[reação química]] enzimática são insumos para outras reações. Tais sistemas têm sido descritos como hiperciclos.
==Metabonômica==
 
'''Metabonômica''' é definido como "a medida quantitativa da resposta metabólica multiparamétrica dinâmica de sistemas vivos a estímulos fisiopatológicos ou modificação genética"<ref name=Dunn/>. A origem do termo vem do [[língua grega|grego]] ''meta'' que significa ''mudança'' e ''nomos'' que significa um ''conjunto de regras ou conjunto de leis''.<ref>{{cite journal |author=Nicholson JK |title=Global systems biology, personalized medicine and molecular epidemiology |journal=Mol. Syst. Biol. |volume=2 |issue= 1|pages=52 |year=2006 |pmid=17016518 |pmc=1682018 |doi=10.1038/msb4100095 |url=}}</ref> Jeremy Nicholson, do [[Imperial College de LondresLondon]], foi o pioneiro a usar esta abordagem e atualmente é utilizada em [[toxicologia]], para diagnosticar doenças e em uma série de outros campos. Historicamente, a metabonômica foi um dos primeiros métodos para aplicar o conceito de [[biologia de sistemas]] aos estudos de metabolismo.<ref>{{cite journal |author=Nicholson JK, Lindon JC, Holmes E |title='Metabonomics': understanding the metabolic responses of living systems to pathophysiological stimuli via multivariate statistical analysis of biological NMR spectroscopic data |journal=Xenobiotica |volume=29 |issue=11 |pages=1181–9 |year=1999 |month=November |pmid=10598751 |doi=10.1080/004982599238047 |url=}}</ref><ref>{{cite journal |author=Nicholson JK, Connelly J, Lindon JC, Holmes E |title=Metabonomics: a platform for studying drug toxicity and gene function |journal=Nat Rev Drug Discov |volume=1 |issue=2 |pages=153–61 |year=2002 |month=February |pmid=12120097 |doi= 10.1038/nrd728|url=}}</ref><ref>{{cite journal |author=Holmes E, Wilson ID, Nicholson JK |title=Metabolic phenotyping in health and disease |journal=Cell |volume=134 |issue=5 |pages=714–7 |year=2008 |month=September |pmid=18775301 |doi=10.1016/j.cell.2008.08.026 |url=}}</ref>
 
Houve algumas divergências[[divergência]]s sobre as diferenças exatas entre '''"metabolômica"''' e '''"metabonômica"'''.<ref name=Dunn/> A diferença entre os dois termos[[termo]]s não está relacionada à escolha da plataforma analítica - embora metabonômica esteja mais associada à espectrometria de RMN e metabolômica à espectrometria de massas - isto ocorreu simplesmente devido aos usos entre os diferentes grupos de pesquisas que popularizaram os termos.
 
Enquanto ainda não há concordância absoluta sobre o uso dos dois termos, há um [[consenso]] crescente de que a metabolômica dá maior ênfase ao perfil metabólico em nível [[celular]]/[[órgão]] e está principalmente preocupada com o metabolismo endógeno normal. Já a metabonômica estende o perfil metabólico ao incluir informações sobre perturbações causadas por fatores ambientais (incluindo dieta e toxinas), processos de doença e o envolvimento de influências extragenômicas, como exemplo a [[flora intestinal|microflora intestinal]]. Esta não é uma diferença trivial: estudos metabolômicos deveriam, por definição, excluir os dados provenientes de fontes metabólicas extragenômicas, justamente porque estas não pertencem ao sistema em estudo. No entanto, na prática, dentro do campo da pesquisa de doenças humanas, existe ainda um grande grau de sobreposição na forma como ambos os termos são usados​​, e eles são muitas vezes usados como sinônimos[[sinônimo]]s.<ref name = DGRref>{{cite journal |author=Robertson DG |title=Metabonomics in toxicology: a review |journal=Toxicol. Sci. |volume=85 |issue=2 |pages=809–22 |year=2005 |month=June |pmid=15689416 |doi=10.1093/toxsci/kfi102 |url=}}</ref><ref>{{cite journal |author=Agência Fapesp |title=Ciência deve olhar a natureza para descobrir novos medicamentos, diz cientista|journal=Diário da Saúde |volume= |issue= |pages= |year=2010 |month=março |pmid= |doi=|url=}}</ref>
 
==Tecnologias analíticas==
[[Ficheiro:Gaschromatograph.jpg|thumb|right|180px|[[Cromatografia gasosa]]:Metodologia de separação empregada especialmente para análise de substâncias voláteis]]
 
A '''[[cromatografia gasosa]]''' ('''CG'''), especialmente quando em interface com a [[espectrometria de massa]] (GC-MS), é um dAsdas metodologias mais utilizadas e poderosas para a metabolômica<ref name=Dunn/>. Oferece resolução cromatográfica muito elevada, mas requer a derivatização química para muitas [[biomolécula]]s: apenas [[Volatilidade|substâncias voláteis]] podem ser analisadas sem derivatização. Alguns instrumentos modernos permitem o uso da cromatografia bidimensional (2D), que consiste em uma coluna polar curta disposta depois da coluna analítica principal, o que aumenta consideravelmente a resolução. Alguns metabólitos polares e com massa molecular elevada não podem ser analisados ​​por cromatografia gasosa.<ref>{{cite journal |author=Schauer N, Steinhauser D, Strelkov S, ''et al.'' |title=GC-MS libraries for the rapid identification of metabolites in complex biological samples |journal=FEBS Lett. |volume=579 |issue=6 |pages=1332–7 |year=2005 |month=February |pmid=15733837 |doi=10.1016/j.febslet.2005.01.029 |url=}}</ref>
 
A '''[[cromatografia líquida de alta eficiência]]''' ('''CLAE''') quando comparada a GCCG, possui menor resolução cromatográfica, mas tem a vantagem de que uma gama maior de analitos podem potencialmente ser analisados.<ref>{{cite journal |author=Gika HG, Theodoridis GA, Wingate JE, Wilson ID |title=Within-day reproducibility of an LC-MS-based method for metabonomic analysis: application to human urine |journal=J. Proteome Res. |volume=6 |issue=8 |pages=3291–303 |year=2007 |month=August |pmid=17625818 |doi=10.1021/pr070183p |url=}}</ref>
 
A '''[[Eletroforese|eletroforese capilar]]''' ('''EC''') tem uma eficiência de separação teóricamenteteoricamente superior à CLAE, e é adequada para analisar uma vasta gama de classes de metabolitometabólitos do que a GC. Como para todas as técnicas eletroforéticas, é mais apropriada para analitos eletricamente carregados.<ref>{{cite journal |author=Soga T, Ohashi Y, Ueno Y |title=Quantitative metabolome analysis using capillary electrophoresis mass spectrometry |journal=J. Proteome Res. |volume=2 |issue=5 |pages=488–494 |year=2003 |month=September |pmid=14582645 |doi=10.1021/pr034020m |url= }}</ref>
 
===Métodos de detecção===
==Métodos estatísticos==
 
[[Ficheiro:EI-MS-2.jpg|thumb|left|200px|'''Um espectro de massas''': a utilização de programas e análise estatística fornecepermite a interpretação dos dados e consequente identificação dos metabólitos existentes na amostra.]]
Os dados gerados pelos estudos de metabolômica geralmente consistem de medidas realizadas em indivíduos sob várias condições. Estas medidas podem gerar espectros digitalizados ou uma lista de níveis de metabolitos. Na sua forma mais simples, uma amostra gera uma linha de dados correspondente aos indivíduos em estudo e outra correspondentes aos níveis de metabolitos.<ref name="VDGarticle"/> Diversos programas estatísticos estão disponíveis atualmente tanto para a análise de dados de RMN quanto de espectrometria de massa. Para os dados de espectrometria de massa, os softwares disponíveis identificam a variação de moléculas em um grupos de sujeitos levando em consideração a massa molecular e por vezes, o tempo de retenção de acordo com o desenho experimental.
 
==Aplicações==
 
[[Ficheiro:AranciaC5 diplum Riberapox byFigiuresistant plum.JPGjpg|thumb|right|180px|Manipulação genética: a metabolômica pode fornecer ferramentas para detectar qualquer alteração fenotípica em uma planta geneticamente modificada para consumo humano ou animal.]]
 
Avaliação de [[toxicidade]]/[[toxicologia]]. O perfil metabólico (especialmente de amostras de urina ou plasma sanguíneo) pode ser usado para detectar alterações fisiológicas provocadas pela agressão tóxica de um produto químico (ou mistura de produtos químicos). Em muitos casos, as alterações observadas podem estar relacionadas a síndromes específicas, por exemplo uma lesão no fígado ou nos rins. Isto é de particular relevância para as empresas farmacêuticas que querem testar a toxicidade de substâncias candidatas a se tornarem fármacos: se uma substância pode ser descartada antes de chegar aos ensaios clínicos em razão da toxicidade adversa, isto economizaria despesas adicionais com ensaios.<ref name=DGRref/>.
 
[[Genômica funcional]]. A metabolômica pode ser uma ferramenta excelente para a determinação de fenótipo gerado por manipulação genética, tais como a deleção ou inserção do genes. Às vezes este pode ser um objetivo por si só suficiente - por exemplo, para detectar qualquer alteração fenotípica em uma planta geneticamente modificada para consumo humano ou animal. Mais interessante é a possibilidade de prever a função de genes desconhecidos por comparação com as perturbações metabólicas causadas por deleção/inserção de genes conhecidos. ''[[Saccharomyces cerevisiae]]'' e ''[[Arabidopsis thaliana]]'' são os principais [[Organismo modelo|organismos modelos]] utilizados neste tipo de pesquisa. Pesquisadores do laboratório Cravatt no The Scripps Research Institute, aplicaram recentemente a metabolômica em [[mamífero]]s, e identificaram N-aciltaurinas não caracterizadas anteriormente e que são substratos endógenos para a enzima FAAH (hidrolase de amida de ácido graxo), além de éteres de monoacilglicerol (MAGEs) que são substratos endógenos para a hidrolase ainda não caracterizada KIAA1363.<ref>{{cite journal |author=Saghatelian A, Trauger SA, Want EJ, Hawkins EG, Siuzdak G, Cravatt BF |title=Assignment of endogenous substrates to enzymes by global metabolite profiling |journal=Biochemistry |volume=43 |issue=45 |pages=14332–9 |year=2004 |month=November |pmid=15533037 |doi=10.1021/bi0480335 |url=}}</ref><ref>{{cite journal |author=Chiang KP, Niessen S, Saghatelian A, Cravatt BF |title=An enzyme that regulates ether lipid signaling pathways in cancer annotated by multidimensional profiling |journal=Chem. Biol. |volume=13 |issue=10 |pages=1041–50 |year=2006 |month=October |pmid=17052608 |doi=10.1016/j.chembiol.2006.08.008 |url=}}</ref>