De uitgebreide lipidomicsstudies openbaren ondertekeningen van metabolische gezondheid en ziekte

De wetenschappers van EPFL en de Universiteit van Wisconsin-Madison hebben één van de uitgebreidste lipidomicsstudies die tot op heden uitgevoerd, bijna 150 verschillende lipidespecies verbinden met hun respectieve genetische regelgevers, die ondertekeningen van metabolische gezondheid en ziekte openbaren. Gepubliceerd in twee documenten in de Systemen van de Cel, is de studie een oriëntatiepunt voor metabolische gezondheidswetenschap.

De biologie wordt ingewikkeld in lipiden: de vetten, de oliën, en zelfs de was wikkelen cellen en hun organellen, bemiddelen de stroom van enorme biologische informatienetwerken, beschermen breekbare weefsels, en opslag essentiële energie over veelvoudige organismen.

Maar ondanks hun belang, zijn de lipiden traditioneel onder de hardste biomoleculen wegens de diversiteit van hun moleculaire structuren te bestuderen geweest, die niet door de duidelijk omlijnde bouwstenen en de eenvoudige regels worden bepaald die DNA, RNA, en proteïnen reglementeren. En deze diversiteit betekent dat, in tegenstelling tot de bouw van en het analyseren van genoom en transcriptome gegevensbestanden, de lipiden meer aangepaste analitische procedures vereisen.

Wegens dit, is het zeer moeilijk om of de fysiologische functie van een overgrote meerderheid van lipidespecies of de manier te bestuderen zij zo precies geregeld in cellen zijn. Maar terwijl de lipidomicstechnologieën vorderen, hun bevindingen in medische toepassingen vertalen en hen in klinische laboratoria is nog een aanzienlijke uitdaging introduceren.

Dit is de uitdaging die het team van Johan Auwerx bij EPFL, in samenwerking met de Groep van Dave Pagliarini bij de Universiteit van Wisconsin-Madison door bijna 150 lipidespecies in het bloed en de lever van muizen te meten overnam. Zij volgden ook dit door de genetische regelgevers van elk lipidespecies evenals hun fysiologische functies op te identificeren.

De onderzoekers gebruikten de benaderingen van de systemengenetica om de lipidomicsgegevens met andere „omics“ datasets (phenomics, proteomics, transcriptomics) van deze bevolking van muizen (zogenaamde BXD) te combineren. De benadering identificeerde plasma en bloedlipidespecies van verschillende lipideklassen als handtekeningen van gezonde of ongezonde metabolische staten.

Bijvoorbeeld, toonden de wetenschappers zeven species van het plasmatriglyceride als ondertekeningen van gezonde of vettige lever en niet-alkoholische vettige leverziekte (NAFLD) aan. Hun observatie werd bevestigd in een onafhankelijk dieet en therapeutisch model van NAFLD in muizen en in plasma van patiënten met NAFLD.

„Dit het vinden voorziet optimisme van brandstof dat de lipidespecies als handtekeningen of biomarkers konden dienen die de invasieve weefselbiopsieën vervangen zullen die momenteel ziekten zoals NAFLD te diagnostiseren - eenvoudig door specifieke lipidespecies worden gebruikt in het bloed te meten,“ zegt Johan Auwerx.

In een tezelfdertijd gepubliceerd metgezeldocument identificeren de auteurs als ondertekeningen van gezonde of vettige lever een ondergroep van de cardiolipinlipiden, die essentiële phospholipids in het binnenmembraan van mitochondria zijn.

In beide documenten, wijzen de onderzoekers verscheidene genetische plaatsen aan die de productie van lipidespecies kunnen regelen. Door de genetische gegevens van de BXD muisbevolking bij gegevens van zogenaamde genoom-brede verenigingsstudies van op lipide betrekking hebbende wanorde in mensen te vergelijken, konden zij gemeenschappelijke genen tussen muizen en mensen identificeren die lipiden regelen.

„Analyseren van lipiden en vinden van hun fysiologische rol kunnen nooit zo ongecompliceerd zijn aangezien het bestuderen van nucleic zuren of proteïnen,“ Auwerx zegt. „Maar deze metgezelstudies verstrekken een stichting voor het begrip van de genetische verordening en de fysiologische betekenis van lipidespecies, terwijl nogmaals het aantonen van het potentieel van Grote Voor het exploiteren van gegevens om biologische en klinische vragen te richten.“

Bron: https://actu.epfl.ch/news/big-data-identifies-lipids-as-signatures-of-health/