Epigenetische Marker im Blut: differenzierte Risiko-Abschätzung für Prädiabetes

Prädiabetes ist keine einheitliche Vorstufe des Typ-2-Diabetes, sondern eine ausgeprägt heterogene Stoffwechselstörung. Ein deutsches Forschungsteam hat nun mithilfe künstlicher Intelligenz (KI) epigenetische Marker Marker im Blut identifiziert, die auf ein erhöhtes Risiko für Typ-2-Diabetes und diabetesassoziierte Folge-Erkrankungen hinweisen.

Für Menschen mit Prädiabetes eröffnet sich grundsätzlich ein wichtiges Zeitfenster für präventive Maßnahmen. Frühzeitige Lebensstilinterventionen können das Fortschreiten der Stoffwechselstörung verlangsamen oder in einigen Fällen sogar eine Remission ermöglichen.

Voraussetzung dafür ist jedoch eine verlässliche individuelle Risikoabschätzung. Während ein Teil der Betroffenen nur ein geringes Erkrankungsrisiko aufweist, entwickeln andere mit hoher Wahrscheinlichkeit einen Typ-2-Diabetes oder relevante Folgeerkrankungen und benötigen entsprechend intensivere Interventionen.

Prädiabetes-Cluster mit unterschiedlichem Risikoprofil

Frühere Studien des Deutschen Zentrums für Diabetesforschung (DZD) e.V. und seiner Partner hatten bereits gezeigt, dass sich Prädiabetes in mindestens sechs Cluster einteilen lässt, die sich deutlich hinsichtlich Stoffwechselprofil, Krankheitsverlauf und Komplikationsrisiko unterscheiden. Drei dieser Cluster sind mit einem moderaten, drei mit einem hohen Risiko für Typ-2-Diabetes beziehungsweise Folgeerkrankungen assoziiert. Die Zuordnung zu diesen Clustern erfordert bislang jedoch aufwendige klinische Untersuchungen, darunter orale Glukosetoleranztests (oGTT), detaillierte Insulinmessungen und bildgebende Verfahren.

Diese differenzierte Klassifikation sei wissenschaftlich sehr wertvoll, für die routinemäßige Anwendung im klinischen Alltag jedoch zu komplex, erläutert Dr. Meriem Ouni, korrespondierende Autorin der Studie und Wissenschaftlerin am Deutschen Institut für Ernährungsforschung Potsdam-Rehbrücke (DIfE), einem Partner des DZD. Ziel der aktuellen Arbeit sei es daher gewesen zu prüfen, ob sich die verschiedenen Risikogruppen auch anhand leicht zugänglicher Blutmarker identifizieren lassen.

Epigenetische Marker als biologischer Fingerabdruck

In der nun im Fachmagazin „Biomarker Research“ veröffentlichten Studie kombinierten die Forschenden Analysen der DNA-Methylierung aus Blutproben mit Methoden des maschinellen Lernens. Untersucht wurden Proben aus mehreren Studienkohorten, deren Prädiabetes-Risikoprofile bereits bekannt waren. Das Ergebnis: Anhand von 1.557 epigenetischen Markern im Blut konnten Personen den Hochrisiko-Clustern mit einer Genauigkeit von rund 90 Prozent korrekt zugeordnet werden – auch in einer unabhängigen Validierungskohorte.

Auffällig ist, dass viele dieser Marker clusterspezifisch sind und unterschiedliche biologische Signalwege widerspiegeln. Ein Großteil der identifizierten Marker war bereits aus früheren epigenomweiten Studien bekannt und steht im Zusammenhang mit Typ-2-Diabetes, chronischen Entzündungsprozessen sowie Herz- und Nierenerkrankungen. Sie könnten damit einen wesentlichen Beitrag zum Verständnis der biologischen Heterogenität von Prädiabetes leisten.

Perspektiven für Prävention und Versorgung

Die Ergebnisse deuteten darauf hin, dass epigenetische Marker im Blut ein leistungsfähiges Frühwarnsystem darstellen, erklärt Prof. Dr. Annette Schürmann, Vorständin im DZD und Letztautorin der Studie. Sie spiegelten nicht nur den aktuellen Stoffwechselzustand wider, sondern lieferten zugleich Hinweise auf den zukünftigen Krankheitsverlauf. Auf diese Weise ließen sich Menschen mit besonders hohem Risiko für Diabetes und Komplikationen identifizieren, noch bevor ausgeprägte Stoffwechselentgleisungen auftreten.

Langfristig könnte dieser Ansatz die Prävention und Versorgung von Menschen mit Prädiabetes deutlich verändern. Anstelle zeit- und kostenintensiver klinischer Untersuchungen wäre ein standardisierter Bluttest denkbar, der eine differenzierte Risikobewertung ermöglicht und präventive Maßnahmen gezielter steuert als bisher. Prävention könnte damit früher ansetzen und stärker individualisiert werden.

Der nächste Schritt bestehe nun darin, die wissenschaftlichen Erkenntnisse in einen praxistauglichen Test zu überführen, so Dr. Ouni. Zunächst solle die Zahl der Marker gezielt reduziert werden. Darauf aufbauend sei die Entwicklung eines maßgeschneiderten Analyse-Chips geplant, der eine einfache und zugleich kosteneffiziente Identifikation von Prädiabetes-Risikoclustern in der Routinediagnostik erlaubt.

von Redaktion Diabetes-Anker

Das Redaktionsteam des Diabetes-Ankers besteht aus erfahrenen Journalistinnen und Journalisten – teils mit medizinischem und naturwissenschaftlichem Hintergrund sowie selbst von Diabetes betroffen – die seit vielen Jahren zum Thema Diabetes publizieren.

mit Materialien des Deutschen Zentrums für Diabetesforschung DZD