Fettsäuremetabolismus und kardiometabolische Krankheiten

Ansprechpersonen: Dr. Fabian Eichelmann, Marcela Prada

Wir erforschen die Rolle von Fettsäuren für die Inzidenz von Typ-2-Diabetes und Herz-Kreislauf-Krankheiten mittels biochemischer Marker und Genanalysen in der EPIC-Potsdam-Studie. Starke Assoziationen konnten wir u. a. für mehrfach ungesättigte n-6-Fettsäuren (n-6-PUFA) beobachten. Um biologische Mechanismen dieser Assoziationen aufzuzeigen, lag der Fokus auf den Delta-5- und Delta-6-Desaturasen. Das sind Enzyme, die im PUFA-Metabolismus involviert sind. Dass der Stoffwechsel von PUFA relevant für das Diabetesrisiko ist, unterstützt zudem ein Ansatz, in welchem wir genetische Determinanten für diabetesassoziierte Fettsäuren und Lipidmetabolite finden konnten. Zudem werden datenbasiert Hypothesen zu metabolischen Pfaden generiert, die den Verzehr von Lebensmitteln mit dem Diabetesrisiko verknüpfen. Unsere Analysen unterstützen z. B., dass spezifische Phosphatidylcholine, Sphingomyeline, und Ceramide potentielle Mediatoren der Beziehung zwischen rotem Fleisch und Typ-2-Diabetes sind.

Obwohl wir beobachten konnten, dass Fettsäurekonzentrationen in Phospholipiden und bestimmte Serum-Lipidmetabolite mit dem Risiko für Typ-2-Diabetes assoziiert sind, blieb die Rolle der Fettsäurekomposition innerhalb von Lipidklassen für kardiometabolische Krankheiten unklar. Untersucht werden deshalb Lipidomics-Profile in der EPIC-Potsdam Studie hinsichtlich des Diabetes- als auch des Herz-Kreislauf-Erkrankungs-Risikos. Die genutzte Lipidomics-Plattform erlaubt dabei sowohl die Quantifizierung von Lipidmetaboliten als auch die Bestimmung ihrer Fettsäurekomposition in verschiedene Lipidklassen. Erste Ergebnisse zeigen, dass viele einzelne Lipide statistische Zusammenhänge mit entweder einem höheren oder niedrigeren Risiko aufzeigen. In Kooperation mit Partnern des von uns koordinierten Konsortiums FAME (Fatty Acid Metabolism – Interlinking Diet with Cardiometabolic Health) wurde anschließend gezeigt, dass eine Vielzahl jener Lipide positiv durch einen Austausch von gesättigten für ungesättigte Fettsäuren in der Ernährung beeinflusst werden konnten. In der EPIC-Potsdam-Studie wurden zudem umfangreiche genetische und epigenetische Daten generiert. Damit können Determinanten des Fettsäuremetabolismus identifiziert werden, welche die Wirkung der Nahrung verändern.

Darüber hinaus sind wir speziell an Biomarkern für den Verzehr von Milchfetten und deren Zusammenhang mit dem Krankheitsrisiko interessiert. Ungeradzahlige gesättigte Fettsäuren, die mittels Lipidomics bestimmt wurden, zeigten unterschiedliche Verteilungsmuster über die Lipidklassen hinweg und standen in Abhängigkeit von der Lipidklasse mit dem Diabetesrisiko in Verbindung. In unserem Labor haben wir zudem in Blutproben von Teilnehmern der EPIC-Potsdam trans-Fettsäuren gemessen, einschließlich verschiedener Fettsäuren, die charakteristisch für Milchfett sind. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Isomere der trans-Fettsäuren aus Milchfett unterschiedliche Beziehungen zum T2D-Risiko haben.

Einzelprojekte

• Gen-Umwelt-Interaktionen zur Identifizierung von Subgruppen mit unterschiedlicher Reaktion auf Ernährung, DZD – BMBF/Land Brandenburg
• Epigenetische Marker als Risikomarker für Typ-2-Diabetes, DZD – BMBF/Land Brandenburg