Serum metabolome associated with severity of acute traumatic brain injury
2 University of Turku
3 Åbo Akademi University [Turku]
4 University of Pécs
5 Erasmus MC - Erasmus University Medical Center [Rotterdam]
6 ICME - Institute for Computational and Mathematical Engineering [Stanford]
7 UZA - Antwerp University Hospital [Edegem]
8 Universiteit Antwerpen = University of Antwerp
9 Department of Public Health
10 UiO - University of Oslo
11 PHAR2 [Poitiers] - Pharmacologie des anti-infectieux et antibiorésistance [U 1070]
12 UFR Santé [Poitiers] - Université de Poitiers – UFR Santé [Faculté de Médecine et de Pharmacie]
13 CHU de Poitiers [La Milétrie] - Centre hospitalier universitaire de Poitiers = Poitiers University Hospital
14 CHUGA - CHU de Grenoble-Alpes - Centre Hospitalier Universitaire CHU Grenoble
15 UGA - Université Grenoble Alpes
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Résumé
Complex metabolic disruption is a crucial aspect of the pathophysiology of traumatic brain injury (TBI). Associations between this and systemic metabolism and their potential prognostic value are poorly understood. Here, we aimed to describe the serum metabolome (including lipidome) associated with acute TBI within 24 h post-injury, and its relationship to severity of injury and patient outcome. We performed a comprehensive metabolomics study in a cohort of 716 patients with TBI and non-TBI reference patients (orthopedic, internal medicine, and other neurological patients) from the Collaborative European NeuroTrauma Effectiveness Research in Traumatic Brain Injury (CENTER-TBI) cohort. We identified panels of metabolites specifically associated with TBI severity and patient outcomes. Choline phospholipids (lysophosphatidylcholines, ether phosphatidylcholines and sphingomyelins) were inversely associated with TBI severity and were among the strongest predictors of TBI patient outcomes, which was further confirmed in a separate validation dataset of 558 patients. The observed metabolic patterns may reflect different pathophysiological mechanisms, including protective changes of systemic lipid metabolism aiming to maintain lipid homeostasis in the brain.