Neue Erkenntnisse zur metabolischen Probenstabilität bei Autoimmunerkrankungen
Forschende der Universitätsmedizin Mainz zeigen, dass Krankheit und Medikamente die Stabilität von Metaboliten schon vor der Analyse verändern
Forschende der Universitätsmedizin Mainz haben einen bislang übersehenen Einflussfaktor in der klinischen Metabolomik identifiziert: Die Stabilität von Stoffwechselprodukten im Blut hängt wesentlich vom Gesundheitszustand und den eingenommenen Medikamenten der Patient:innen ab. Die Ergebnisse der Studie, jetzt veröffentlicht in der Fachzeitschrift Metabolites, zeigen, dass sich Stoffwechselprodukte während unvermeidbarer Verzögerungen zwischen Blutabnahme und Verarbeitung unterschiedlich schnell verändern – insbesondere bei Menschen mit systemischem Lupus erythematodes (Lupus).
Metabolomik wird zunehmend genutzt, um Krankheitsmechanismen zu verstehen und Biomarker zu identifizieren. Dabei gelten Faktoren wie Verzögerungen zwischen Blutabnahme und Verarbeitung als zentrale Fehlerquellen. Bisherige Stabilitätsstudien basierten jedoch fast ausschließlich auf gesunden Proband:innen. Das Team um die Arbeitsgruppen von Jun.-Prof. Dr. Thierry Schmidlin und Univ.-Prof. Dr. med. Julia Weinmann-Menke, mit den Erstautor:innen Fabian Schmitt und Susanne Nguyen, konnte nun demonstrieren, dass Patient:innen mit Lupus sowie deren individuelle Medikamenteneinnahme die zeitabhängigen Veränderungen von Metaboliten („ex vivo kinetics“) deutlich beeinflussen.
In der Studie wurden Blutproben von Lupus-Betroffenen und gesunden Kontrollen unter kontrollierten Bedingungen für bis zu 24 Stunden vor der Serumgewinnung aufbewahrt und anschließend mittels LC-MS-basierter Metabolomik analysiert. Dabei zeigte sich:
• Zentrale Stoffwechselprodukte wie Glukose, Cholin, Glycerophosphocholin oder Glutaminsäure veränderten sich in Lupus-Proben zeitlich anders als in gesunden Proben.
• Medikamenteneinnahme, etwa Mycophenolat, beeinflusste zusätzlich die Stabilität einzelner Metabolite wie AMP.
Die Ergebnisse zeigen, dass Verzögerungen in der Probeaufarbeitung nicht für alle Patient:innen gleich wirken, sondern von Krankheitsprozessen und Therapien geprägt werden. Dies hat direkte Konsequenzen für große klinische Studien, Biobanken und die Interpretation metabolischer Biomarker.
Jun.-Prof. Dr. Thierry Schmidlin erklärt:
„Unsere Studie zeigt erstmals, dass Krankheitsaktivität und Medikamente bestimmen können, wie sich Metabolite schon vor der eigentlichen Messung verändern. Für die klinische Metabolomik bedeutet das: Präanalytik ist kein neutraler Zeitraum, sondern ein biologisch aktives Fenster, das wir verstehen und berücksichtigen müssen.“
Die Arbeit liefert damit wichtige Grundlagen für die Planung und Auswertung künftiger Metabolomikstudien und eröffnet gleichzeitig neue Forschungsansätze: Die spezifischen zeitabhängigen Muster könnten künftig selbst als diagnostische oder pharmakodynamische Signaturen dienen.
Originalpublikation:
Schmitt, F.; Nguyen, S.; Claßen, P.C.; Meineck, M.; Hagen, M.; Weinmann-Menke, J.; Schmidlin, T. Disease and Medication Context Shape Ex Vivo Metabolite Stability: A Pilot Study in Systemic Lupus Erythematosus. Metabolites 2025, 15, 738 DOI:10.3390/metabo15110738.
Kontakt:
Jun. Prof. Dr. Thierry Schmidlin
Institut für Immunologie
Universitätsmedizin Mainz
Telefon 06131-17-9857