Diabetes: Frühzeitige Diagnose mit neuen Biomarkern möglich

Diabetes mit neuen Biomarkern früh erkennen

Die Zahl der Menschen, die an Diabetes erkranken, nimmt Jahr für Jahr zu. Allein in Deutschland sind laut Fachleuten über sieben Millionen von der sogenannten Zuckerkrankheit betroffen. Oft wird die Erkrankung erst spät erkannt, was es schwieriger macht, sie zu behandeln. Forschende berichten nun aber über neue Biomarker, die helfen könnten, Diabetes frühzeitig zu erkennen.

Diabetes ist keine Krankheit, die von heute auf morgen akut ausbricht. Der Ausbruch kündigt sich zwar in der Regel schleichend an, bleibt leider oftmals aber unerkannt oder unbeobachtet. Eine Früherkennung der sogenannten Zuckerkrankheit ist aber enorm wichtig, um frühzeitig die individuell richtigen therapeutischen Schritte einleiten zu können. Helfen könnten dabei neue Biomarker.

Zuckerverbindungen und deren Abkömmlinge

Weltweit leben 463 Millionen Erwachsene mit Diabetes mellitus. In Deutschland sind laut einer Analyse rund 7,6 Millionen Menschen betroffen. Rund 90 Prozent davon weisen einen Diabetes-Typ-2 auf, der im Gegensatz zum Typ-1 maßgeblich durch den Lebensstil bedingt ist, erklärt das Max Rubner-Institut – Bundesforschungsinstitut für Ernährung und Lebensmittel in einer aktuellen Mitteilung.

Etwa die Hälfte der Fälle wird nicht frühzeitig diagnostiziert, aufgrund der schleichenden Entwicklung der Erkrankung bleiben diese Fälle oft unerkannt.

Mit Hilfe einer am Max Rubner-Institut (MRI) entwickelten Analytik für eine Vielzahl von Zuckerverbindungen und deren Abkömmlingen konnten in einer Studie mit Gesunden, Menschen mit Prädiabetes und Diabetes einige bisher im Blut nicht bekannte Zuckerverbindungen gefunden werden, die sich mit der Erkrankung an Diabetes-Typ-2 veränderten.

Laut den Fachleuten könnten sie daher als Biomarker für eine frühzeitige und verbesserte Diagnose dienen.

Erkrankung durch frühe Diagnose zu verhindern

Eine frühzeitige Diagnose von Diabetes-Typ-2 kann durch präventive Maßnahmen, wie beispielsweise einer Ernährungsumstellung und mehr Bewegung, die Erkrankung verhindern und gar die Heilung früher Stadien des Diabetes-Typ-2 ermöglichen.

Blutglucosespiegel, Glucose im Urin sowie glykiertes Hämoglobin (HbA1C) im Blut sind gute Marker für die Diagnose, das Fortschreiten und die Überwachung der Krankheit. Wünschenswert sind aber auch Marker, die noch früher, schnell, einfach und sicher eine Diagnose vor dem Auftreten von Symptomen ermöglichen.

In den letzten Jahren werden verstärkt sogenannte Metabolomics-Methoden genutzt, um neue Biomarker zu finden. Diese Ansätze ermöglichen eine umfangreiche Analyse aller Verbindungen, die beispielsweise in Urin oder Blut vorkommen.

Daher gewähren Metabolom-Daten tiefergehende Einblicke in das Stoffwechselgeschehen und können helfen, die Entwicklung von Erkrankungen besser zu verstehen.

Diabetes betrifft vor allem den Zuckerstoffwechsel

Obwohl es sich bei Diabetes um eine Erkrankung handelt, die vor allem den Zuckerstoffwechsel betrifft, wurden bislang nur wenige Zucker und Zuckerverbindungen im Zusammenhang mit einer Insulinresistenz, als verändert identifiziert.

Insulinresistenz ist eine der wichtigsten Stoffwechselveränderungen zu Beginn einer Diabetes-Erkrankung, bei der der Körper zunehmend unempfindlich auf die Insulinausschüttung infolge einer zuckerreichen Mahlzeit reagiert.

Eine Schwierigkeit bei der Suche nach Zuckern als Biomarker sind analytische Probleme, da diese Stoffklasse viele sehr ähnliche Verbindungen umfasst, die meist nicht separiert werden können.

Mit Hilfe einer speziellen Methode hat das Institut für Sicherheit und Qualität bei Obst und Gemüse am MRI jetzt die Möglichkeit, eine Vielzahl von Zuckern und Zuckerverbindungen in biologischen Proben zu erfassen.

Den Angaben zufolge werden dabei nicht nur typische Mono- und Disaccharide wie Glucose, Fructose und Saccharose nachgewiesen, sondern auch die davon abgeleiteten Zuckeralkohole, Zuckersäuren und Aminozucker sowie seltene Zucker.

40 verschiedene Zucker und Zuckerverbindungen

Am MRI wurde das Zuckerprofil im Blut gesunder, prädiabetischer und diabetischer Probandinnen und Probanden einer humanen Interventionsstudie untersucht, die an der Technischen Universität München (Zusammenarbeit mit Arbeitsgruppe von Prof. Daniel und Prof. Skurk) durchgeführt wurde.

Laut der Mitteilung konnten insgesamt 40 verschiedene Zucker und Zuckerverbindungen im Blut gefunden werden. Davon wurden 27 Zuckerverbindungen eindeutig identifiziert, während die verbleibenden 13 Verbindungen bislang lediglich bestimmten Klassen von Zuckerverbindungen zugeordnet werden konnten. Auch seltene und unübliche Zuckerverbindungen wie zum Beispiel Allulose, Trehalose oder Xylonsäure wurden im Blut nachgewiesen.

Die Analysen ergaben, dass sich das Zuckerprofil im Blut von Gesunden, Prädiabetikerinnen und Prädiabetikern sowie Diabetikerinnen und Diabetikern bereits im Nüchternzustand deutlich unterschied: Nicht nur beim klassischen „Blutzucker“ Glucose, sondern auch bei anderen Zuckern wie Mannose, Maltose, Trehalose, Fructose und 1,5-Anhydrosorbitol wurden signifikant unterschiedliche Mengen im Plasma im Vergleich zu gesunden Probandinnen und Probanden nachgewiesen.

Des Weiteren konnte gezeigt werden, dass es Zuckerverbindungen gibt, die unabhängig vom Diabetes-Status der Probandinnen und Probanden nach Gabe des Test-Getränks anstiegen, beispielsweise Allulose und eine weitere, bisher nicht genau identifizierte Zuckerverbindung.

Andere Verbindungen (unter anderem Trehalose, Mannose, Fructose, Threitol) zeigten nach Aufnahme des Test-Getränks ähnliche zeitliche Konzentrationsverläufe wie Glucose. Welche Zusammenhänge hier zum Insulinstoffwechsel bestehen, ist jedoch noch unklar.

Die Ergebnisse aus Nüchternplasma und den Befunden aus dem oralen Glucosetoleranztest machen aber deutlich, wie wenig bisher über den Stoffwechsel der „anderen“, bisher oft nicht erfassten und daher nicht beachteten Zucker bekannt ist.

Aufgrund der charakteristischen Unterschiede einiger Zucker und Zuckerverbindungen zwischen Gesunden, Menschen mit Prädiabetes und Diabetes erscheint es lohnenswert, deren Verwendbarkeit als frühzeitige Marker für Diabetes-Typ-2 zu prüfen. (ad)