Biomarker für Typ-2-Diabetes

Biomarker als Grundlage für neueTyp-2-Diabetes-Therapie

Ein Wissenschaftlerteam um Anna Flögel vom Deutschen Institut für Ernährungsforschung (DIfE) und Tobias Pischon vom Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin (MDC) hat 14 neue Biomarker für Typ-2-Diabetes identifiziert. Sie können die Grundlage für die Entwicklung neuer Methoden zur Therapie und Prävention dieser Stoffwechselerkrankung sein. Die Biomarker eignen sich auch dazu, das Diabetes-Risiko zu einem sehr frühen Zeitpunkt zu bestimmen. Gleichzeitig geben die Marker einen Einblick in die komplizierten und noch zum Teil unbekannten Entstehungsmechanismen dieser Krankheit.

Metabolomforschung

Die Forscher untersuchten das Blut von Studienteilnehmern aus drei verschiedenen Studien auf ihre Stoffwechselprodukte (Metabolomforschung). Grundlage der Untersuchung bilden Daten und Blutproben der prospektiven Potsdamer EPIC-Studie [1] mit mehr als 27.500 Studienteilnehmern, der Tübinger Familienstudie [2] sowie der KORA-Studie [3].
Die Metabolomforschung ist eine noch junge Forschungsdisziplin und dient dem Verständnis biologischer Systeme. Sie untersucht das dynamische Netzwerk der Stoffwechselprodukte (Metabolite) eines Organismus und gibt so einen Einblick in die ablaufenden biochemischen Prozesse. Metabolite übernehmen dabei unterschiedlichste Funktionen. Sie spielen zum Beispiel eine Rolle bei der zellulären Kommunikation und Steuerung, sie transportieren Energie oder sind Baustoff für Zellen. Veränderungen der Metabolitkonzentrationen können daher Aufschluss über Stoffwechselveränderungen und somit auch über das Entstehen oder das Vorliegen von Erkrankungen geben.

Probenröhrchen mit Blutproben der Potsdamer EPIC-Studienteilnehmer (Copyright: DIfE; Fotograf: Birgit Große). Die Blutproben werden bei - 196 °C in Tanks mit flüssigem Stickstoff aufbewahrt. (Copyright: DIfE/DZD; Fotograf: Michael Haggenmüller)

Ziel der aktuellen Studie war es, Metabolite im Blut zu identifizieren, die einen Einblick in die Entstehungsmechanismen von Typ-2-Diabetes geben und zudem als Biomarker zur Bestimmung des Krankheitsrisikos herangezogen werden können. Hierzu untersuchten die Forscher insgesamt ca. 4.000 Blutproben. Dabei entstammten rund. 3.000 der Proben der Potsdamer EPIC-Studie, knapp 900 Proben der Augsburger KORA-Studie und 76 der Tübinger Studie. Zum Zeitpunkt der Blutentnahme litt keiner der Studienteilnehmer unter Typ-2-Diabetes, 800 aller Potsdamer Studienteilnehmer und 91 der Augsburger Teilnehmer erkrankten jedoch während einer durchschnittlichen Nachbeobachtungszeit von sieben Jahren an Diabetes. Die 76 Teilnehmer der Tübinger Studie waren bereits zu Beginn der Studie als Typ-2-Diabetes-Hochrisiko-Personen eingestuft, zum Zeitpunkt der Blutentnahme aber noch gesund.

163 Stoffwechselprodukte

Pro Blutprobe 163 Stoffwechselprodukte untersucht Jerzy Adamski und sein Team vom Institut für Experimentelle Genetik des Helmholtz Zentrums München bestimmten pro Blutprobe die Konzentrationen von 163 Metaboliten. Für 14 dieser Stoffwechselprodukte beobachteten die Wissenschaftler einen starken Zusammenhang mit der Entstehung von Typ-2-Diabetes.

Marker zeigen frühes Krankheitsstadium an

„Zu den 14 identifizierten Metaboliten gehören neben Einfachzuckern verschiedene Eiweißbausteine sowie cholinhaltige Phospholipide, die für den Aufbau von Zellmembranen und den Transport von Blutfetten eine Rolle spielen“, sagt Anna Flögel, Erstautorin der Studie. „Unsere Ergebnisse weisen somit auf eine bislang unbekannte Rolle der Phospholipide in der Typ-2-Diabetes-Entstehung hin. Eine erste Spur, die unbedingt weiter verfolgt werden sollte.“
„Gleichzeitig lassen sich die Metabolite auch als Biomarker verwenden, um das Diabetes-Risiko bereits zu einem sehr frühen Zeitpunkt präzise zu bestimmen, da die Studie auf Daten basiert, die prospektiv, also vor Ausbruch der Erkrankung, erhoben wurden“, erklärt Studienleiter Tobias Pischon. „Die Ergebnisse der neuen Metabolom-Analyse liefern somit eine gute Grundlage, um neue Therapie- sowie Präventionsmethoden zu entwickeln.“

Lesestoff:

[1] EPIC steht für European Prospective Investigation into Cancer and Nutrition www.dife.de//forschung/projekte/epic.php

[2] www.med.uni-tuebingen.de/Forschung/Kliniken/Medizinische+Klinik/Innere+Medizin+IV.html

[3] www.helmholtz-muenchen.de/kora/

Floegel A, Identification of Serum Metabolites Associated with Risk of Type 2 Diabetes Using a Targeted Metabolomic Approach: Diabetes: DOI: 10.2337/db12-0495

Dr. Gisela Olias (DIfE)