Das Stoffwechselprofil als unverwechselbarer Fingerabdruck

Nature Genetics, eines der renommiertesten internationalen Fachmagazine, veröffentlicht am 15. Mai 2011 Studienergebnisse der Universitätsmedizin Greifswald und des Helmholtz Zentrums München. Mittels der Kernmagnetresonanz-Spektroskopie (NMR) wurden 3.000 Urinproben von zwei Bevölkerungsstudien untersucht und neue Einblicke in die Regulation des Stoffwechsels und der Nierenfunktion gewonnen.

„Die Ergebnisse sind die ersten wichtigen Erkenntnisse im Rahmen der Spitzenforschung der individualisierten Medizin am Standort Greifswald“, sagte Studienleiter Prof. Matthias Nauck. Bund und Land fördern bis 2014 das Forschungsprojekt GANI_MED* (Greifswald Approach to Individualized Medicine) mit 15,4 Millionen Euro, um maßgeschneiderte medizinische Therapien zu entwickeln und klinisch zu erproben (http://www.gani-med.de).

Mit der in Nature Genetics publizierten Studie wurde die erste große Reihenuntersuchung veröffentlicht, bei der Stoffwechselprodukte im Urin mit Hilfe der Kernmagnetresonanz-Spektroskopie untersucht und anschließend mit genetischen Daten abgeglichen wurden. „Das Ergebnis ist vergleichbar mit einem Röntgenbild“, erläuterte der Greifswalder Wissenschaftler Prof. Matthias Nauck. „Wir erhalten einen unverwechselbaren Fingerabdruck vom Stoffwechselprofil des Menschen aus seinem Urin.“ Mittels dieser Technik bestimmten die Forscher vom Metabolic Center des Instituts für Klinische Chemie und Laboratoriumsmedizin in Greifswald 59 Stoffwechselprodukte in Urinproben von etwa 2.000 Teilnehmern der Greifswalder SHIP-Studie* und von 1.000 Probanden der KORA-Studie*.

„Die Daten aus dem Urin wurden zusammen mit den genetischen Informationen aus dem Blut der Probanden ausgewertet. Wir konnten dabei das Muster der Stoffwechselprodukte im Urin mit den Genen der Probanden in Verbindung bringen“, so Prof. Karsten Suhre vom Helmholtz Zentrum München. Dabei identifizierte das Greifswalder Forscherteam mit Unterstützung des GANI_MED-Kooperationspartners, dem Helmholtz Zentrum München, fünf Genregionen, die in der Vergangenheit zum Teil bereits mit weit verbreiteten Erkrankungen der Niere (Niereninsuffizienz) oder des Herzens (Koronare Herzkrankheit) in Verbindung gebracht wurden. Prof. Karsten Suhre vom Institut für Bioinformatik und Systembiologie des Helmholtz Zentrums München, korrespondierender Autor der Studie, leitete die kombinierte Analyse aus Gen- und Stoffwechseldaten der Studienteilnehmer.

„Insgesamt liefert die Studie wichtige neue Erkenntnisse über individuelle genetische Unterschiede in der Entgiftungsfunktion der Niere und deren Bedeutung für Volkskrankheiten. Wir wollen die Kernmagnetresonanz-Spektroskopie als schnelles und verlässliches Untersuchungsverfahren in der Labormedizin und Forschung etablieren, weil sie neue Potenziale für die individualisierte Medizin erschließt“, betonte Nauck. Die gemeinsamen Studien und Suche nach medizinisch verwertbaren Biomarkern für individualisierte Therapieansätze sollen fortgesetzt werden, kündigte der Greifswalder an. „Mit dieser Methode werden sich künftig Risiken für bestimmte Erkrankungen aus dem Stoffwechselprofil des Menschen wesentlich genauer abschätzen lassen. Auf der Basis der Analyse können dann individuelle Therapien für die Patienten entwickelt werden.“

Weitere Informationen
A genome-wide association study of metabolic traits in human urine.
Nature Genetics, published online 15. Mai 2011, 18.00 Uhr London time (http://www.nature.com/ng/index.html)

DOI 10.1038/ng.837 (http://dx.doi.org)

*GANI_MED (Greifswald Approach to Individualized Medicine)

Das GANI_MED-Konsortium vereinigt in einem breiten, interdisziplinären Ansatz universitäre, außeruniversitäre und industrielle Partner aus dem In- und Ausland, um individualisierte Medizin an der Universität Greifswald umfassend zu untersuchen. Neben einer der modernsten Kliniken Deutschlands sind mit der Study of Health in Pomerania (SHIP) die notwendigen Basisdaten zum Gesundheitszustand eines repräsentativen regionalen Bevölkerungsquerschnitts vorhanden. Auf dieser Grundlage werden im Forschungskonsortium für sechs sehr häufige Krankheitsbilder (Schlaganfall, Niereninsuffizienz, Herzinsuffizienz, Parodontalerkrankungen, Fettleber, Metabolisches Syndrom) Patientenkohorten aufgebaut und Subgruppen für Interventionen definiert. Außerdem werden innovative Analyseverfahren weiterentwickelt, die Aufschluss über individuelle Unterschiede bei der Entstehung, Fortschreitung und Behandlung von gesundheitspolitisch bedeutsamen Krankheiten geben können (http://www.gani-med.de).

*KORA (Kooperative Gesundheitsforschung in der Region Augsburg)

Seit über 20 Jahren wird in der international bekannten KORA-Studie die Gesundheit tausender Bürger aus dem Raum Augsburg untersucht, um die Auswirkungen von Umweltfaktoren, Verhalten und Genen zu erforschen. Kernthemen der KORA-Studien sind Fragen zu Entstehung und Verlauf von chronischen Erkrankungen, insbesondere Herzinfarkt und Diabetes mellitus. Hierzu werden Risikofaktoren aus dem Bereich des Gesundheitsverhaltens (u.a. Rauchen, Ernährung, Bewegung), der Umweltfaktoren (u.a. Luftverschmutzung, Lärm) und der Genetik erforscht. Aus Sicht der Versorgungsforschung werden Fragen der Inanspruchnahme und Kosten der Gesundheitsversorgung untersucht (http://www.helmholtz-muenchen.de/kora).

*SHIP (Study of Health in Pomerania)

SHIP, eine der größten Gesundheitsstudien zur Erforschung von Volkskrankheiten, läuft bereits seit 1997. An der ersten Untersuchungswelle (SHIP-0) nahmen 4.308 Probanden teil. Von diesen 4.308 Probanden wurden in der 2. Welle 3.300 Probanden nochmals untersucht (SHIP-1). Anfang 2008 startete die dritte und bisher umfangreichste 3. Welle. Aktuell haben aus den ersten beiden Wellen 1.700 Probanden (SHIP-2) sowie 3200 neue Teilnehmer (SHIP-TREND) die dritte Reihenuntersuchung absolviert. Bis Ende 2012 wird für SHIP-2 und SHIP-Trend zusammen mit ca. 7.000 Teilnehmern gerechnet. Die laufende Untersuchungswelle in einer weltweit einzigartigen Bandbreite durchgeführt (http://www.medizin.uni-greifswald.de/cm/fv/ship.html).

Das Helmholtz Zentrum München ist das deutsche Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt. Als führendes Zentrum mit der Ausrichtung auf Environmental Health erforscht es chronische und komplexe Krankheiten, die aus dem Zusammenwirken von Umweltfaktoren und individueller genetischer Disposition entstehen. Das Helmholtz Zentrum München beschäftigt rund 1.700 Mitarbeiter. Der Hauptsitz des Zentrums liegt in Neuherberg im Norden Münchens auf einem 50 Hektar großen Forschungscampus. Das Helmholtz Zentrum München gehört der größten deutschen Wissenschaftsorganisation, der Helmholtz-Gemeinschaft an, in der sich 17 naturwissenschaftlich-technische und medizinisch-biologische Forschungszentren mit etwa 30.000 Beschäftigten zusammengeschlossen haben (http://www.helmholtz-muenchen.de).

Ansprechpartner Universitätsmedizin Greifswald
Institut für Klinische Chemie und Laboratoriumsmedizin
Direktor: Prof. Matthias Nauck
Sauerbruchstraße, 17475 Greifswald
T +49 3834 86-55 00
E matthias.nauck@uni-greifswald.de
Ansprechpartner Helmholtz Zentrum München
Institut für Bioinformatik und Systembiologie
Prof. Karsten Suhre
Ingolstädter Landstraße 1, 85764 Neuherberg
T +49 89 3187-3581
E karsten.suhre@helmholtz-muenchen.de