Eine neue Studie hat die unterschiedlichen molekularen „Fingerabdrücke“ kartiert, die 59 Krankheiten im Blutprotein eines Menschen hinterlassen. Dadurch könnten Bluttests beunruhigende Anzeichen von häufigeren unterscheiden.
In einer am Donnerstag in Science veröffentlichten Studie hat ein internationales Forscherteam kartiert, wie sich Tausende von Proteinen im menschlichen Blut infolge des Alterns und schwerer Krankheiten wie Krebs, Herz-Kreislauf- und Autoimmunerkrankungen verändern.
Der Human Disease Blood Atlas zeigt außerdem, dass das Blutprofil jedes Menschen einen einzigartigen molekularen Fingerabdruck aufweist, der sich im Laufe der Kindheit verändert und im Erwachsenenalter stabilisiert. Dies bietet eine Vergleichsbasis, die Gesundheitsdienstleister eines Tages nutzen könnten, um frühzeitige Abweichungen zu erkennen.
Der leitende Autor der Studie, Mathias Uhlén, und die Hauptautorin, María Bueno Álvez, sagen, dass in der Studie maschinelles Lernen zum Einsatz kam, das wichtige Informationen für die Erstellung von Blutbildern liefert, die in realen Situationen keine Fehlklassifizierung der Patienten bewirken.
„Indem wir diese Krankheiten nebeneinander vergleichen, können wir allgemeine Fehlalarme für Entzündungen von wirklich krankheitsspezifischen Signalen unterscheiden“, sagt Uhlén, Professor am KTH Royal Institute of Technology in Stockholm und Leiter des Human Protein Atlas-Projekts.
„Die Kartierung molekularer Fingerabdrücke von Krankheiten ist ein entscheidender Schritt für die Entwicklung klinisch wirksamer Bluttests“, sagt Uhlén.
Beispielsweise steigen viele Proteine, die bei Krebs oder Autoimmunerkrankungen ansteigen, auch bei Infektionen an, was auf gemeinsame Entzündungsprozesse hindeutet, während andere Muster, wie etwa Lebererkrankungen, nach Organsystemen gruppiert sind. Diese duale Betrachtungsweise helfe dabei, sich auf wirklich krankheitsspezifische Marker zu konzentrieren, sagt er.
Der Disease Blood Atlas bietet eine Lösung für das Problem der Identifizierung zuverlässiger, reproduzierbarer Biomarker für Krankheiten – ein Prozess, der bislang typischerweise den Vergleich neuer Proteinmarker mit einer Kontrollgruppe, also einem gesunden Profil, beinhaltete. Die Forscher verweisen auf den Erfolg der Studie bei der Identifizierung gängiger Biomarker, die unter verschiedenen Bedingungen konsistent verändert sind.
Diese gemeinsamen molekularen Merkmale könnten als universelle diagnostische, prognostische oder therapeutische Ziele dienen.
„Jeden Tag werden weltweit rund 70 neue Biomarker-Studien veröffentlicht, aber die meisten vergleichen Krankheiten mit Kontrollen“, sagt Bueno Álvez, Doktorand am KTH und Erstautor des Artikels.
„Da viele Proteine ??unter verschiedenen Bedingungen Variabilität aufweisen, führen solche engen Vergleiche oft zu Ergebnissen, die nicht reproduziert werden können, was zur größeren Reproduzierbarkeitskrise in der heutigen Wissenschaft beiträgt“, sagt sie.
Zu den Ergebnissen gehörte, dass sich bestimmte Proteinprofile im Laufe der Krebsdiagnose deutlich verändern können. Manche Proteine ??weisen bereits vor der Diagnose höhere Konzentrationen auf. Diese Erkenntnisse legen nahe, dass das Potenzial der Proteomik zur Krebsfrüherkennung stärker erforscht werden sollte.
Die Studie wurde vom SciLifeLab in Stockholm durchgeführt und umfasste die Zusammenarbeit mit mehr als 100 Forschern weltweit.
DOI 10.1126/science.adx2678
