Eftersom behandling och livsstilsförändringar kan minska risken för framtida insjuknande i kardiometabol sjukdom (hjärt-kärlsjukdomar och typ 2-diabetes, reds anm) är tidig behandling mycket viktig. Diabetes diagnostiseras ofta genom att uppmäta ett högt blodsockervärde men sjukdomen kan då redan varit pågående i flera år och orsakat skada på bukspottskörteln. Det finns alltså ett stort behov av att hitta specifika markörer som kan användas för att diagnostisera diabetes på ett tidigare stadium. 

Här skriver Filip Ottosson själv om sin avhandling.

Då metabolismen påverkas kraftigt av diabetes är det möjligt att dessa förändringar sker på ett tidigt stadium i sjukdomsutvecklingen. Är de molekyler som utgör vår metabolism framtidens markörer för kardiometabol sjukdom?

Tekniska framsteg inom masspektrometri det senaste decenniet gör det nu möjligt att mycket noggrant kartlägga vår metabolism och på så sätt tidigt identifiera förändringar som kan vara kopplade till kardiometabol sjukdom (hjärt-kärlsjukdom och typ 2-diabetes) . Masspektrometern fungerar som en sofistikerad våg med förmågan att väga molekyler. Genom att mata in ett blodprov i en masspektrometer kan man alltså få information om vad de molekyler som finns blodet, som utgör vår metabolism, väger.  De molekylära vikterna används sedan för att identifiera varje molekyl, så kallade metaboliter, i blodprovet. Masspektrometern är smart nog att inte bara tala om för oss hur mycket varje metabolit väger utan även hur många som finns av varje. Genom att på så sätt samtidigt mäta och identifiera hundratals metaboliter har masspektrometrin gett oss en möjlighet att skapa en mycket detaljerad ögonblicksbild av vår metabolism, det så kallade metabolomet.

Metaboliternivåer är kopplade till framtida sjukdom

Ett flertal forskningsgrupper försöker nu beskriva hur det typiska metabolomet ser ut för en person med hög risk för kardiometabol sjukdom. Stor del av forskningen sker i så kallade prospektiva studier. Friska människor lämnar vid ett tillfälle in blodprov och sedan följer man upp vilka som insjuknar i kardiometabol sjukdom inom ett antal år. På så sätt har man skapat en möjlighet att undersöka människor långt innan de insjuknar. Det här doktorandprojektet har använt sig av tre prospektiva studier, där blodprov från över 5000 personer har analyserats, för att beskriva kopplingen mellan metabolomet och kardiometabol sjukdom.

Grenade aminosyror och glutamat

Vi har i likhet med tidigare studier visat att blodnivåerna av ett flertal aminosyror, i synnerhet de grenade aminosyrorna och glutamat, är förhöjda hos personer som senare utvecklar diabetes. Det är viktigt för att vetenskapliga studier kan replikeras i oberoende undersökningar. Därmed visar vi att tidigare funna samband inte är specifika för den tidigare undersökta studien.
Metaboliter som är kopplade till både diabetes och hjärt-kärlsjukdom kan vara viktiga för att förstå mekanismer i sjukdomsförloppen som är gemensamma mellan de två sjukdomarna. Förhöjda nivåer av glutamat och DMGV, samt minskade nivåer av asparagin var kopplade till framtida risk för både diabetes och hjärt-kärlsjukdom. Vi har även hittat tidigare okända kopplingar mellan nivåer för tre metaboliter, N2,N2-dimethylguanosine, 7-methylguanine och 3-hydroxytrimethyllysine, och framtida insjuknande i diabetes i två oberoende prospektiva studier.
Kopplingarna mellan dessa metaboliter och kardiometabol sjukdom kan dels bidra till ökad förståelse för mekanismer som ligger bakom insjuknande i diabetes och hjärtkärlsjukdom och dels användas för att förbättra diagnostikmetoder för de båda sjukdomarna.

Tarmbakterier kan bidra till förändringar i metabolomet

Ifall nivåer av metaboliter är kopplade till ökad risk för kardiometabol sjukdom är det viktigt att undersöka vad som påverkar dessa nivåer. Vi har visat att det finns ett samband mellan fyra olika tarmbakterier och metaboliter som är kopplade till fetma. Flera av dessa metaboliter, så som de grenade aminosyrorna och glutamat, är även kopplade till ökat risk för diabetes. Framtida studier borde därför vidare undersöka kopplingen mellan dessa tarmbakterier, metaboliter och kardiometabol sjukdom.

Avhandling: Metabolomics in Cardiometabolic Disease. A population-based perspective.

Text: Filip Ottosson

Artikeln är tidigare publicerad på Diabetesportalen vid Lunds universitet