Standardisierte »Targeted Metabolomics« im Hochdurchsatz

Die vier sogenannten Omics – Genomik, Transkriptomik, Proteomik und Metabolomik – befinden sich in biologischen Systemen in einem kontinuierlichen multidimensionalen Fluss. Signifikante Abweichungen der Metabolit-Gehalte können ein Hinweis auf Veränderungen in den anderen drei Omics sein, sei es gutartiger oder bösartiger Natur oder eine Anpassung an externe Faktoren. Die Zahl der Metaboliten in jedem Organismus ist enorm und kann nicht mit einer einzigen Analysemethode erfasst werden. Im Jahr 2016 wurde am Fraunhofer ITEM die Anwendung eines kitbasierten LC-MS/MS-Workflows (Biocrates®) eingeführt, der derzeit die Quantifizierung von 1019 Metaboliten in einer Probe ermöglicht. In Kombination mit anderen gezielten Ansätzen, z. B. mit NMR-Spektroskopie (IVDr Bruker BioSpin) ist die Metabolomanalyse zu einem integralen und standardisierten Hochdurchsatzwerkzeug geworden, das umfassende Datensätze für zahlreiche Stoffwechselwege generiert. Bioinformatiker am Fraunhofer ITEM entwickeln maßgeschneiderte Methoden zur Datenauswertung, um die Interpretation der Daten zu erleichtern.

Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler am Fraunhofer ITEM haben mit »Targeted Metabolomics«-Ansätzen zu verschiedenen nationalen und internationalen Projekten im Rahmen klinischer und veterinärmedizinischer Forschung beigetragen. So wurden diese unter anderem für das Screening potenzieller Biomarker zur Identifizierung schwerer klinischer Verläufe von COVID-19 in einer Studie unter Leitung des Deutschen Herzzentrums München und des Deutschen Zentrums für Herz-Kreislauf-Forschung eingesetzt. Ein weiterer aktueller wissenschaftlicher Beitrag auf diesem Gebiet wurde in der NuEva-Studie unter der Leitung der Friedrich-Schiller-Universität Jena geleistet.