Blodets metabolom er kortlagt i detaljer

Kost og livsstil 6. feb 2021 3 min Professor Oluf Borbye Pedersen Skrevet af Kristian Sjøgren

Forskere har kortlagt nogle af kilderne til blodets metabolom i mennesker og etableret en referencedatabase for fremtidige sundhedsvidenskabelige gennembrud.

Interesseret i Kost og livsstil? Vi kan holde dig opdateret helt gratis

Dit blod indeholder informationen om næsten alt, der sker i din krop.

Det du spiser, det dine tarmbakterier laver, det du indtager af medicin, og det din krop laver, efterlader alt sammen spor i blodet i form af tusindvis af forskellige molekyler (metabolitter).

Det samlede udtryk af alle de metabolitter, som farer rundt med dit blod, kaldes for metabolomet, og forskere har nu lavet én af de hidtil mest omfattende analyser af oprindelsen af et antal kommenterede metabolitter.

Samtidig har forskerne lavet en referencedatabase over det humane metabolom i blodet, og den rummer formentlig den information, som fremtiden kan bygge sine næste store sundhedsvidenskabelige gennembrud på.

”Metabolitterne i blodet kan både være gavnlige, involveret i sygdom eller være markører for sygdom. Derfor må vi antage, at når vi får en bedre forståelse af, hvor metabolitterne kommer fra, kan vi også bedre forstå vores sundhed og gøre noget ved sygdom. Det er perspektiverne i at lave sådan et stort grundvidenskabeligt studie som det her,” siger en af de danske bidragydere til studiet, professor og forskningsleder Oluf Borbye Pedersen fra Novo Nordisk Foundation Center for Basic Metabolic Research ved Københavns Universitet.

Forskningen er offentliggjort i Nature.

Metabolitter kan stamme fire forskellige steder fra

Metabolitterne i blodet kommer hovedsageligt fire steder fra:

  • For det første kan kroppen producere dem selv. Når kroppen eksempelvis skal sende signaler mellem forskellige væv og forskellige organer, sender den små molekyler afsted med blodet. Kroppen producerer også metabolitter i alle mulige andre henseender, eksempelvis ved fysisk aktivitet, som blandt andet ændrer forekomsten af laktat i blodet.

  • Den mad og drikke, vi indtager, indeholder også mange forbindelser, der ender som metabolitter. Når vores fødeindtag er fordøjet i maven og tarmene, kan mange af de resulterende molekyler krydse tarmbarrieren og komme ind i blodet. Vitaminer, proteiner, kulhydrater og fedtstoffer er eksempler på den type af metabolitter i blodet. Nogle molekyler eksisterer som metabolitter i blodet i den form, som de kom med, mens andre omdannes til forskellige nedbrydningsprodukter.

  • Indtag af medicin efterlader også et aftryk i blodets metabolom. Det skyldes, at det enten bliver sprøjtet direkte ind i blodet, eller at dele af dem bliver kemisk modificeret af tarmbakterier eller i leveren, når de indtages gennem munden.

  • Tarmbakterierne er en utrolig kompleks kemifabrik, der hele tiden fungerer i samspil med den menneskelige vært. Det vil sige, at tarmbakterierne også hele tiden producerer nogle forskellige metabolitter, som optages over tarmvæggen og bliver til en del af blodets metabolom.

”De enkelte blodmetabolitter har sjældent én oprindelse, men flere. Men på trods af forskellige oprindelseskilder, indeholder blod et bredt spektrum af forbindelser, der påvirker celler i alle organer, eksempelvis ved at påvirke epigenetik. Det er grunden til, at ny indsigt i metabolitterne er så vigtig for biologividenskab, som søger at optimere folkesundheden,” siger Oluf Borbye Pedersen.

Maden og tarmbakterier bestemmer hovedsageligt blodmetabolomet

I studiet har forskerne analyseret serumprøver fra 491 israelere.

Prøverne har forskerne screenet med forskellige teknikker for indholdet af 1.271 metabolitter. De fleste af metabolitterne var kendt, men omkring en tredjedel var uden kendt identitet.

Efterfølgende brugte forskerne kraftige computere og kunstig intelligens til at skabe mening i det enorme datasæt og finde sammenhænge, som ikke er mulige for mennesker at finde. Disse sammenhænge inkluderer oprindelsen og interindividuel variation af de enkelte metabolitter.

Det banebrydende i det nye studie er derfor ikke, at forskerne har kortlagt det humane blodmetabolom. Gennembruddet består i, at forskerne har sandsynliggjort, hvor mange af de 1.271 metabolitter i blodet kommer fra, og hvad der er afgørende for variationen i metabolomet mellem mennesker.

”Én af de mest spændende aspekter er, at halvdelen af variationen i metabolomet mellem mennesker synes at skyldes den mad, som vi spiser. Cirka en tredjedel af variationen mellem mennesker kan tilskrives tarmbakterierne, og kun en mindre del har noget med genetikken og kroppens biologi at gøre. Derudover identificerede vi, at nogle metabolitter kun kan forklares ved, at én af de fire kilder står bag. Eksempelvis kan niveauerne af 34 forskellige metabolitter i blodet forklares ved, at mikrobiomet står bag,” forklarer Oluf Borbye Pedersen.

Fundene blev bekræftet hos 245 deltagere i det EU-finansierede IMIDIRECT-projekt, hvor Oluf Borbye Pedersen leder mikrobiomforskningen.

Kan bruges til at finde årsagen til mange forskellige sygdomme

Selvom forskningsarbejdet er klart grundvidenskabeligt i sin karakter, er de kliniske perspektiver ifølge Oluf Borbye Pedersen alligevel store.

Med en bedre forståelse af serummetabolom kan forskere gå på jagt efter både biomarkører og årsager til sygdomme.

Man kan eksempelvis forestille sig, at forskere identificerer, at en klynge af specifikke metabolitter er involveret i udvikling af hjerte-kar-sygdom, svær overvægt eller en kognitiv lidelse.

Ved at kende til metabolitternes oprindelse kan forskerne gå tilbage og identificere kilden i eksempelvis maden eller specifikke bakterier i tarmmikrobiomet.

”Det er perspektiverne. Når vi kan identificere, hvor de sygdomsfremkaldende metabolitter kommer fra, kan vi bruge den information i fremtidige interventionsstudier, hvor vi forsøger at påvirke dem, når metabolitterne er direkte involveret i at forårsage sygdom,” siger Oluf Borbye Pedersen.

Undersøger metabolomet hos hjertepatienter

Oluf Borbye Pedersen fortæller, at forskerne i hans forskerteam allerede har benyttet referencemetabolomet i et nyt studie, hvor de har undersøgt både tarmbakteriesammensætningen og metabolomet hos flere hundrede personer med forskellige former for hjertesygdom.

I dette studie, hvor resultaterne er sendt ind til mulig udgivelse i Nature, kortlægger forskerne, hvor de metabolitter, som er associeret med de forskellige former for iskæmisk hjertesygdom, kommer fra.

”Det giver os nogle interessante muligheder i forhold til bedre at forstå, hvorfor de her forsøgspersoner har udviklet hjertesygdom, og det kan vi fremadrettet bruge i fremtidige kliniskforsøg,” siger Oluf Borbye Pedersen.

Oluf Pedersen and his research team contribute to gain novel insights into the complex and multifactorial aetiology of type 2 diabetes, obesity and ca...

Dansk
© All rights reserved, Sciencenews 2020