Metabolomics erobert Diabetes-Forschung

Das Risiko für Diabetes oder andere Stoffwechselerkrankungen steigt enorm, wenn ungesunde Ernährungsgewohnheiten und mangelnde Bewegung mit einer genetischen Veranlagung zusammen kommen. Forscher vom Helmholtz Zentrum München haben Varianten von bekannten Diabetes-Risikogenen und weiteren Genen entdeckt, die sie erstmals eindeutig mit Störungen im Fettstoffwechsel in Zusammenhang bringen konnten. Ihre Forschungsergebnisse tragen zu einem besseren Verständnis des Krankheitsbildes und der Entstehung von Diabetes bei und könnten auch die Entwicklung neuer Ansätze für Frühdiagnose und Therapie ermöglichen.

Professor Dr. Karsten Suhre vom Institut für Bioinformatik und Systembiologie am Helmholtz Zentrum München arbeitet auf dem neuen Gebiet der „Metabolomics“. Er und seine Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter untersuchen dabei Zusammensetzung und Konzentration von Stoffwechselprodukten des Körpers, den so genannten Metaboliten. Die Zusammensetzung der Metaboliten hängt dabei von der genetischen Ausstattung ab. So weisen Personen mit anderen Varianten von Diabetes-Risikogenen auch eine entsprechend unterschiedliche Zusammensetzung und Aktivität von Enzymen auf, die durch diese Gene kodiert sind. Und dies wirkt sich direkt auf die Konzentration von Stoffwechselprodukten im Serum aus. Unterschiedliche Stoffwechselprofile werden auch Metabotypen genannt. Der Metabotyp eines Menschen beruht also auf der genetischen Veranlagung und wird durch Ernährung und Lebensstil beeinflusst.

Vor diesem Hintergrund hat das Forscherteam um Suhre gemeinsam mit den Münchener Forschern Dr. Christian Gieger, Dr. Thomas Illig und Professor Dr. Jerzy Adamski die Konzentrationen von über 150 Stoffwechselprodukten in Blutproben von 1.800 Teilnehmern der Bevölkerungsstudie KORA untersucht. KORA steht für „Kooperative Gesundheitsforschung in der Region Augsburg“ und wird von Professor Dr. Dr. H.-Erich Wichmann, Helmholtz Zentrum München, geleitet. Die Stoffwechselprofile wurden mit den genetischen Varianten der Probanden verglichen und dazu in Beziehung gesetzt. Erstmalig konnten die Helmholtz-Forscher mit ihrer Studie einen direkten Zusammenhang zwischen Genvarianten und Unterschieden im Stoffwechselhaushalt aufzeigen. „Die Verknüpfung von Genetik und Stoffwechselendprodukten ist neu und bringt uns bei der Suche nach Markern für die Früherkennung und Therapie von schweren Stoffwechselerkrankungen wie beispielsweise Diabetes einen entscheidenden Schritt weiter“, so Karsten Suhre. „Eine Identifizierung von genetisch bedingten Variationen im Stoffwechselhaushalt kann in Zukunft zur individuellen Vorhersage von Risiken hinsichtlich bestimmter Erkrankungen, Reaktionen auf Medikamentenbehandlung sowie Ernährungs- oder Umwelteinflüsse beitragen.“

Die Ergebnisse aus der Metabolomics-Forschung zeigen, welche physiologischen Auswirkungen bestimmte Genvarianten haben. „Metabolomics wird dabei helfen, Gesundheitsrisiken für bestimmte Erkrankungen wesentlich differenzierter zu bestimmen als es bisher anhand von Genanalysen möglich war – insbesondere für solche Krankheiten, die eng mit dem Stoffwechsel zusammenhängen“, sagt Karsten Suhre. Dazu gehören Volkskrankheiten wie Diabetes, Gicht oder eine Verengung der Herzkranzgefäße, die häufig zu einem Schlaganfall oder Herzinfarkt führen. Suhre: „Mit diesem Wissen können Patienten zukünftig gezielter behandelt werden, weil ihre Reaktionen auf Medikamente aber auch der Einfluss der Ernährung und der Umwelt präziser eingeordnet werden können. Unsere Forschungsergebnisse sind ein erster Schritt hin zu einer individualisierten Medizin und Ernährung.“