Ultra-High Performance Liquid Chromatography Mass Spectrometry-based Metabolic Profiling in Urine for Bipolar Disorder with Manic Episode

Abstract

ÖzetGiriş ve Amaç: Bipolar bozukluk, yineleyen mani ve depresyon ataklarıyla seyreden karmaşık bir psikiyatrik hastalıktır. Yaygın olmasına rağmen, altta yatan patofizyolojisi hâlâ tam olarak anlaşılamamıştır ve tanı için nesnel biyobelirteçler bulunmamaktadır. Metabolomiks, belirli duygudurum dönemleriyle ilişkili biyolojik değişiklikleri araştırmak için umut verici bir yaklaşımdır. Bu çalışma, manik fazdaki bipolar bozukluğu olan hastalar ile sağlıklı kontrol grubu arasındaki idrar metabolomundaki farklılıkları araştırmayı amaçlamıştır.Yöntem: İdrar örnekleri, 22 manik bipolar bozukluk hastasından ve 31 sağlıklı kontrolden toplanmıştır. Örnekler Ultra Yüksek Performanslı Sıvı Kromatografi Kütle Spektrometresi kullanılarak analiz edilmiştir. Veriler MZmine ve TidyMass kullanılarak işlenmiştir. Ardından MetaboAnalyst 5.0’da istatistiksel ve çok değişkenli analizlere tabi tutulmuştur. Önemli Kat Değişimi gösteren metabolitler daha sonra Alıcı İşletim Karakteristiği analizi kullanılarak değerlendirilmiştir.Bulgular: İki fosfatidilkolin türevi olan 1.2-dioleoyl-sn-glycero-3-fosfatidilkolin ve 1-stearoyl-2-linoleoyl-sn-glycero-3-fosfokolin düzeyleri manik grupta önemli ölçüde daha yüksek bulunmuştur (p<0,05). Alıcı İşletim Karakteristiği analizi, bu metabolitlerin ayrı ayrı değerlendirildiğinde sınırlı ayırt edici performansa sahip olduğunu ortaya koymuştur.Sonuç: Bulgular, bipolar bozukluğun manik evresinin idrar lipidiyle ilişkili metabolitlerdeki değişikliklerle ilişkili olduğunu göstermektedir. Tanımlanan metabolitler tek tek bakıldığında tanı değeri açısından sınırlı olsa da bipolar bozuklukla ilişkili evreye özgü metabolik değişiklikleri yansıtma potansiyeline sahiptir. Bu öncü sonuçlar, farklı duygudurum dönemlerini içeren daha geniş çaplı uzunlamasına çalışmalarla daha ayrıntılı araştırılmayı gerektirmektedir.Anahtar Sözcükler: Bipolar bozukluk, biyobelirteç, idrar analizi, kütleAbstractIntroduction: Bipolar disorder is a complex psychiatric condition marked by recurrent episodes of mania and depression. Despite its prevalence, the underlying pathophysiology remains poorly understood, and there is still a lack of objective biomarkers for diagnosis. Metabolomics is a promising approach for exploring biological alterations associated with specific mood states. This study aimed to investigate differences in the urinary metabolome between patients with bipolar disorder in the manic phase and healthy controls. Methods: Urine samples were collected from 22 manic bipolar disorder patients and 31 healthy controls. Samples were analyzed using UltraHigh Performance Liquid Chromatography Mass Spectrometry. The data were processed using MZmine and TidyMass, and then subjected to statistical and multivariate analyses in MetaboAnalyst 5.0. Metabolites showing significant fold changes were then evaluated using a receiver operating characteristic analysis.Results: The levels of two phosphatidylcholine derivatives, 1.2-dioleoylsn-glycero-3-phosphatidylcholine and 1-stearoyl-2-linoleoyl-snglycero-3-phosphocholine, were significantly higher in the manic group (p<0.05). Receiver Operating Characteristic analysis revealed that these metabolites had limited discriminatory performance when evaluated individually. Conclusion: The findings suggest that the manic phase of bipolar disorder is associated with alterations in urinary lipid-related metabolites. While the identified metabolites exhibited modest diagnostic value individually, they could potentially reflect phase-specific metabolic changes relevant to bipolar disorder. These exploratory results warrant further investigation in larger longitudinal studies that include different mood states. Keywords: Biomarker, bipolar disorder, mass spectrometry, metabolomics, urine analysis.