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Brain lipidomics as a rising field in neurodegenerative contexts: Perspectives with Machine Learning approaches (2021)

Abstract

Lipids are essential for cellular functioning considering their role in membrane composition, signaling, and energy metabolism. The brain is the second most abundant organ in terms of lipid concentration and diversity only after adipose tissue. However, in the central system (CNS) lipid dysregulation has been linked to the etiology, progression, and severity of neurodegenerative diseases such as Alzheimeŕs, Parkinson, and Multiple Sclerosis. Advances in the human genome and subsequent sequencing technologies allowed us the study of lipidomics as a promising approach to diagnosis and treatment of neurodegeneration. Lipidomics advances rapidly increased the amount and quality of data allowing the integration with other omic types as well as implementing novel bioinformatic and quantitative tools such as machine learning (ML). Integration of lipidomics data with ML, as a powerful quantitative predictive approach, led to improvements in diagnostic biomarker prediction, clinical data integration, network, and systems approaches for neural behavior, novel etiology markers for inflammation, and neurodegeneration progression and even Mass Spectrometry image analysis. In this sense, by exploiting lipidomics data with ML is possible to improve the identification of new biomarkers or unveil new molecular mechanisms associated with lipid impairment across neurodegeneration. In this review, we present the lipidomic neurobiology state-of-the-art highlighting its potential applications to study neurodegenerative conditions. Also, we present theoretical background, applications, and advances in the integration of lipidomics with ML. This review opens the door to new approaches in this rising field.

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MÓDULO 04

GASTROINTESTINAL

GASTROINTESTINAL

 

A saúde digestiva nunca esteve em tanta evidência e a ciência aponta que um mundo desconhecido amplia uma rede de fenômenos que se manifestam na fisiopatologia de grande parte das doenças crônicas: a microbiota. Ampliando o conceito de disbiose, neste módulo traremos palestrantes que irão abordar os aspectos imunológicos, metabólicos e neuropsiquiátricos que afetam a homeostase corporal, relacionando-os de forma prática com a importância do equilíbrio da microbiota nas principais rotas que definem a saúde humana.

 

 

 

MÓDULO 09

SAÚDE 360º

HEALTH 360º

 

O significado atual de saúde vai além da ausência de doença, sendo reflexo do equilíbrio fisiológico e do bem-estar físico, psíquico espiritual e social. Essa definição faz parte do conceito de saúde 360 graus, que traz uma visão integral do ser humano e das suas relações com o seu ambiente: somos seres únicos, mas completamente integrados a tudo que nos cerca. Neste módulo, vamos abordar o conceito da medicina ayurveda de saúde integral e o conceito de Network Medicine, demonstrando a importância da complexa interação do homem com o seu ambiente na construção do seu patrimônio de saúde.

 

MÓDULO 08

ECO MEDICINA

ECO MEDICINE

 

A saúde planetária é essencial para a saúde humana: sabemos que somos parte de um grande ecossistema e nesta interação, o conhecimento sobre o ambiente e o impacto do estilo de vida no equilíbrio do corpo é essencial. Neste módulo vamos discutir a relação mútua do homem com o seu habitat, tanto em relação aos seus hábitos de vida impactando o meio ambiente, quanto o ambiente interagindo com o seu estado de saúde: do antropoceno ao simbioceno!

 

 

MÓDULO 07

SAÚDE REPRODUTIVA

REPRODUCTIVE HEALTH

 

A saúde humana depende de aspectos genéticos e epigenéticos onde o estilo de vida impacta na expressão gênica, desde antes a concepção. Neste módulo iremos abordar os aspectos da saúde pré-natal integrando o olhar de saúde transgeracional, por meio do cuidado integrado da saúde paterna e materna, promovendo a melhora da qualidade das células germinativas com escolhas conscientes e suporte nutricional adequado e específico, visando apoiar a saúde do embrião e do indivíduo no futuro e, consequentemente, trabalhar para a saúde populacional

 

 

MÓDULO 06

TECNOMEDICINA

TECNOMEDICINE

 

 A bioinformática faz parte da vivência de todos os profissionais de saúde, permitindo compreender e interpretar melhor o fenômeno da vida, por meio da monitorização e extração de dados que permitam trabalharem de forma pró-ativa e mais assertiva. A extração de dados genéticos, a telemedicine e as diferentes plataformas digitais de pesquisa, os conceitos de singularidade foram ampliados, podendo ser aplicadas diferentes formas de interpretar os aspectos do estilo de vida na saúde humana. Falaremos sobre o modelo fisital no health care, assim como as novas soluções de saúde que essa nova era digital proporcionou.

 

 

MÓDULO 05

ENVELHECIMENTO

HEALTHY AGING

 

O envelhecimento acontece decorrência de fatores genéticos e ambientais e também, pela força da epigenética que se expressa nos modelos de moleculares que determinam processo de adoecimento de cada indivíduo. Um olhar para os vetores do estilo de vida, valorizando a alimentação e a crononutricao, além da prática de exercícios físicos na regulação dos modelos genéticos e epigenéticos que irão definir as rotas moleculares do envelhecimento. O objetivo é proporcionar as ferramentas ideais para otimizar a extensão de tempo de vida do indivíduo, visando o envelhecimento ativo e bem sucedido.

 

 

MÓDULO 03

NEUROPSIQUIÁTRICO

NEUROSCIENCE & BEHAVEOR


Neste módulo abordaremos o papel do estilo de vida, da alimentação, do estresse e da microbiota nas doenças psiquiátricas e neurológicas. O recente campo de psiquiatria nutricional demonstra como a deficiência de vitaminas e o desequilíbrio nutricional podem realçar modelos de depressão, ansiedade, transtornos de humor e alterações no neurodesenvolvimento. Dessa forma, compreender o papel do equilíbrio de macro e micronutrientes da dieta, assim como a ação da microbiota nas doenças neuro-psiquiátricas, é uma forma de contribuir com a sua prevenção e tratamento.

 

 

MÓDULO 01

IMUNOLOGIA

IMUNE HEALTH

Neste módulo vamos abordar os diferentes aspectos da imunidade na saúde humana, trazendo alguns pilares da nutrição e do estilo de vida na fisiopatologia de doenças infecciosas, inflamatórias, autoimunes e neoplasias. A imunidade é essencial para a sobrevivência humana e sabemos que ela depende de fatores genéticos, epigenéticos e do estilo de vida. A nutrição sustenta a imunorregulação, trabalhando a favor do equilíbrio imunológico, modulando reações inflamatórias e melhorando a capacidade de resposta a vírus, bactérias e fungos e de reconhecimento e controle de doenças tumorais. Temas relevantes como o papel da vitamina D no combate ao vírus SARS-CoV -2  e o papel da dieta no desenvolvimento do câncer de próstata serão abordados.

MÓDULO 02

CARDIOMETABÓLICO

CARDIOMETABOLIC

Grande parte das doenças crônicas relacionadas ao estilo de vida, como obesidade, diabetes e doenças cardiovasculares, ocorrem pela interação de aspectos genéticos e ambientais, onde o estilo de vida exerce um papel importante em sua fisiopatologia. A dieta ocidentalizada e o sedentarismo são os principais gatilhos ambientais para o aparecimento de modelos inflamatórios que fazem parte do cenário dessas patologias crônicas. Neste módulo, que tem como objetivo de proporcionar as ferramentas para entender como reconhecer e tratar essas doenças, iremos abordar os biomarcadores preditivos nas doenças endoteliais assim como quais são as principais rotas bioquímicas que precedem as doenças cardiometabólicas, além da dieta inflamatória como um importante gatilho neste contexto.