Proteine im Blut dienen während der gesamten Entwicklung als wichtige Indikatoren für Gesundheit und Krankheitsrisiken. Eine Studie an mehr als 3.000 Kindern und Jugendlichen in Dänemark hat nun gezeigt, wie sich der Proteingehalt im Blut durch genetische Varianten und während der pädiatrischen Entwicklung verändert. Die Studie wurde von Professor Matthias Mann vom Max-Planck-Institut für Biochemie und dem Novo Nordisk Foundation Center for Protein Research zusammen mit den Professoren Torben Hansen und Simon Rasmussen von der Universität Kopenhagen geleitet. Ihre veröffentlichten Ergebnisse bilden die Grundlage für das Verständnis, wie Veränderungen im Proteingehalt Gesundheit und Krankheitsrisiken in der Kindheit anzeigen. Mit einem interaktiven Webportal können die Ergebnisse abgerufen werden.
1.200 verschiedene Proteine in Blutproben untersucht
Mithilfe modernster Massenspektrometrie haben die Forscherinnen und Forscher mehr als 1.200 verschiedene Proteine in Blutproben von über 2.100 Kindern und Jugendlichen im Alter von 5 bis 20 Jahren gemessen. Damit wurde herausgefunden, dass der Gehalt von 70 Prozent dieser Proteine durch Faktoren wie Alter, Geschlecht, Body-Mass-Index und Genetik beeinflusst wird. „Der Plasmaproteinspiegel wird von verschiedenen Faktoren beeinflusst, aber der Grad ihres Einflusses variiert von Protein zu Protein. Als wir die Quellen der Variation aufschlüsselten, stellten wir fest, dass einige Proteinwerte in erster Linie genetisch bedingt sind, während andere stärker von anderen Faktoren wie Alter oder Fettleibigkeit beeinflusst werden. Das hilft zu erklären, warum sich Kinder unterschiedlich entwickeln und warum manche anfälliger für bestimmte Krankheiten sind als andere“, erklärt Dr. Lili Niu, Erstautorin der Studie.
Ein Grund für Geschlechtsunterschiede?
Die Forscherinnen und Forscher entdeckten auffällige Unterschiede darin, wie sich Proteinmengen während der männlichen und weiblichen Pubertät verändern. „Diese geschlechtsspezifischen Proteinveränderungen könnten dazu beitragen, die Unterschiede in der Entwicklung und Krankheitsanfälligkeit von Männern und Frauen zu erklären“, sagt Hansen von der Universität Kopenhagen. Die Studie habe ergeben, dass Gene die Menge von einem Drittel der Blutproteine steuern, wobei einige genetische Varianten bis zu 30-mal größere Unterschiede zwischen den Individuen verursachten. Diese Ergebnisse seien in hohem Maße reproduzierbar gewesen und seien bei 1.000 Kindern und 558 Erwachsenen wiederholt worden, was ihre Beständigkeit bis ins Erwachsenenalter bestätigt habe.
Interaktives Webportal eingerichtet
Mit Hilfe fortgeschrittener statistischer Methoden habe das Team 41 Gene identifiziert, die mit Veränderungen in 33 Merkmalen von Herz- und Stoffwechselerkrankungen einhergehen. Rasmussen von der Universität Kopenhagen: „Durch die Verknüpfung von Genen, Proteinen und Krankheiten eröffnen unsere Ergebnisse neue Wege zum Verständnis von Krankheitsmechanismen und zur Identifizierung neuer Angriffspunkte für Medikamente.“ Um es Forscherinnen und Forschern auf der ganzen Welt zu erleichtern, diese Erkenntnisse zu nutzen, hat das Team ein interaktives Webportal eingerichtet, auf dem Wissenschaftler/-innen verfolgen können, wie sich bestimmte Proteine während der Kindheit verändern.
Vorhersage von Krankheiten möglich?
„Diese Studie zeigt, wie sich die massenspektrometrische Proteomik zu einem leistungsfähigen Werkzeug für groß angelegte Bevölkerungsstudien entwickelt“, fasst Mann zusammen. „Mit einem kleinen Tropfen Blut können wir nun Tausende von Proteinen mit bisher unerreichter Präzision messen, was neue Möglichkeiten eröffnet, Krankheitsmechanismen zu verstehen und Biomarker zu finden, die schon früh im Leben auf ein Krankheitsrisiko hinweisen könnten.“ Diese umfassende Karte der Proteinveränderungen in der Kindheit sei ein weiterer Schritt auf dem Weg zur Integration der Proteomik in die Präzisionsmedizin. Die Forscherinnen und Forscher wollen nun untersuchen, ob diese Proteinmuster helfen könnten, vorherzusagen, welche Kinder bestimmte Krankheiten entwickeln könnten und welche Behandlungen für sie am besten geeignet wären.
Quelle: idw/ Max-Planck-Institut für Biochemie
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