Empfehlungen zur Lebensweise auf Basis des genetischen Profils senken Risiko für Stoffwechselerkrankungen
In genomweiten Assoziationsstudien (GWAS) wurden Hunderte von Merkmale im Erbgut identifiziert, die mit Adipositas, Typ-2-Diabetes und Herz-Kreislauf-Erkrankungen in Verbindung stehen. Aus diesen Daten könnten künftig polygene Scores abgeleitet werden (statistische Zusammenfassungen aller genetischen Merkmale), um das erbliche Krankheitsrisiko zu bestimmen. Allerdings sind genetische Informationen noch nicht routinemäßig Grundlage klinischer Entscheidungen, sodass Betroffene ihr genetisches Risiko nicht kennen oder nicht entsprechend gegensteuern können. „Bei Menschen, die zwar ein niedriges genetisches Risiko haben, aber ungesund leben, könnte dies das Risiko für solche Krankheiten erhöhen. Bei hohem genetischem Risiko, aber entsprechend angepasster Lebensweise könnte das Erkrankungsrisiko wiederum sinken“, erklärt Jordi Merino, Marie-Skłodowska-Curie-Stipendiatin des EU-finanzierten Projekts INTERPLAY. „Im Zeitalter der Massenerhebung von Daten und Präzisionsmedizin ist dies natürlich von gesundheitspolitischer Relevanz.“ INTERPLAY untersuchte, ob und wie die genetische Veranlagung für Diabetes und ähnliche Stoffwechselerkrankungen durch Umstellung der Lebensweise verändert werden kann, insbesondere den Beitrag erhöhter Blutzuckerwerte (Hyperglykämie) zu Herz-Kreislauf-Erkrankungen. Ein weiteres Thema waren biologische Prozesse im Körper, die die Nahrungsaufnahme regulieren. Einige der veröffentlichten Ergebnisse wurden mit internationalen Preisen ausgezeichnet, u. a. mit dem Nachwuchsförderpreis Rachmiel Levine-Arthur Riggs Young Investigator Scientific Achievement Award im Jahr 2017.
Zusammenhänge zwischen genetischer Veranlagung, Stoffwechselstörungen und Lebensweise
Auf der Suche nach Faktoren, die das Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen erhöhen, untersuchte INTERPLAY mithilfe der Mendelschen Randomisierungsanalyse Hyperglykämie als mutmaßlichen ursächlichen Risikofaktor für die Krankheit. In einer separaten Studie zu Diabetesmarkern berief sich INTERPLAY auf Daten aus der Framingham-Herz-Studie und identifizierte eine Reihe von 19 Metaboliten, anhand derer das individuelle Risiko erkannt werden kann, selbst wenn die Person in der klinischen Bewertung als risikoarm eingestuft wird. „Vor allem zeigte unsere Analyse, dass Stoffwechselveränderungen, die auf einen Prädiabetes hinweisen, auch ein wesentlicher Risikofaktor für Herz-Kreislauf-Erkrankungen sind“, erklärt Merino. Wechselwirkungen zwischen genetischem Risiko und Ernährungs-/Lebensweise – u. a. Fett- und Nährstoffaufnahme sowie körperliche Aktivität – untersuchte INTERPLAY mithilfe von Daten aus europäischen und amerikanischen Beobachtungs- und klinischen Interventionsstudien. „Basierend auf ihrem genetischen Profil sollten Untergruppen von Personen zusammengestellt werden, die von Interventionen zur Senkung des Risikos von Stoffwechselerkrankungen besonders profitieren würden“, ergänzt Merino. Anhand von Längsschnittstudien, die das CHARGE-Konsortium mit mehr als 100 000 Personen durchführte, zeigte INTERPLAY, dass sowohl genetische Risiken als auch schlechte Ernährung die Entstehung von Diabetes begünstigen. Veröffentlicht wurde diese Studie im British Medical Journal. Basierend auf Daten aus dem amerikanischen Diabetespräventionsprogramm zeigte INTERPLAY, dass gesunde Ernährung und mehr körperliche Bewegung das kardiometabolische Risiko reduzieren, und zwar unabhängig vom genetischen Risiko. Risikopersonen profitieren davon natürlich besonders. INTERPLAY war auch an einer GWAS-Studie mit einem Datensatz von 300 000 Personen beteiligt. Dabei wurden 26 Genomregionen identifiziert, die die individuelle Präferenz für kohlenhydrat-, fett- oder proteinreiche Lebensmittel erhöhen. Bioinformatischen Auswertungen zufolge wirken diese Gene vor allem auf das Belohnungszentrum im Gehirn, das für Kompensationsessen und Sättigungsstörungen verantwortlich ist. „Mit dieser größten Studie zu genetischen Faktoren, die die Nahrungsaufnahme beeinflussen, konnten wir polygene Scores für die Wahrscheinlichkeit von Fettleibigkeit und damit verbundene Komplikationen erstellen. Ist das nahrungsbezogene Belohnungssystem im Gehirn erforscht, könnten daraus wirksamere Behandlungsstrategien hervorgehen“, sagt Merino. Diese Ergebnisse werden demnächst im Fachblatt „Nature Human Behaviour“ vorgestellt.
Praktische Umsetzung wissenschaftlicher Forschung
In modernen Gesundheitswesen werden inzwischen Kliniken für präventive Genomik eingerichtet, um Betroffene zu unterstützen. Bis dahin, so Merino, sollen „unsere Ergebnisse Politik, Biotechnologieunternehmen und Lebensmittelherstellern zugute kommen, Medizin, Arzneimittelentwicklung und Lebensmittelforschung revolutionieren und zugleich neue Märkte erschließen helfen.“ Merino bereitet derzeit klinische Studien zu personalisierter Ernährung vor, um molekulare Faktoren zu klären, die an unerwünschten Stoffwechselreaktionen auf bestimmte Lebensmittel beteiligt sind.
Schlüsselbegriffe
INTERPLAY, Gene, Genom, Ernährung, Lebensstil, Medizin, Kohlenhydrate, Fett, Protein, Diabetes, Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Adipositas
