Niðurstöður nýrrar rannsóknar vísindamanna Hjartaverndar og Háskóla Íslands sýna að mikilvægt er að huga að stöðugleika yfir tíma við rannsóknir á próteinum í blóði og öðrum lífmerkjum í tengslum við sjúkdóma. Þetta er fyrsta rannsókn sinnar tegundar og sagt er frá niðurstöðum hennar í grein í hinu virta vísindatímariti Nature Communications.
Prótein veita mikilvægar upplýsingar um sjúkdómsástand
Rannsóknir hafa sýnt hvernig styrkur ákveðinna próteina í blóði gefur vísbendingar um þróun sjúkdóma og almenna heilsu. Próteingildin geta bæði gefið upplýsingar um þá ferla sem breytast áður en einstaklingar greinast með sjúkdóm og þá sem virkjast við sjúkdómsástand. Því eru miklir möguleikar fólgnir í því að innleiða slíkar upplýsingar í heilbrigðiskerfið til að fylgjast með sjúkdómsáhættu og nýta í einstaklingsmiðaðri heilbrigðisþjónustu.
Flestar rannsóknir hingað til hafa hins vegar eingöngu mælt styrk próteina í blóði á einum tímapunkti en ekki er vitað hversu stöðuga mynd slík mæling gefur yfir lengri tíma. Því er nauðsynlegt að rannsaka betur hvernig styrkur próteina í blóði breytist yfir tíma og hvaða þættir geta haft áhrif á slíkar breytingar.
Í rannsókn vísindamanna Hjartaverndar og Háskóla Íslands, sem birt er í Nature Communications, var þetta gert með því að meta svokallaðan tímaháðan stöðugleika próteina. Rannsóknin náði til tæplega 3.100 þátttakenda (meðalaldur 75 ára) úr Öldrunarrannsókn Hjartaverndar og hafði að geyma mælingar á rúmlega 7.000 próteinum í blóði þeirra á tveimur tímapunktum með um það bil fimm ára millibili.
Tímaháður stöðugleiki próteina var metinn með því að skoða hversu vel próteingildi innan sama einstaklings fylgdust að yfir tíma. Rannsóknin leiddi í ljós að sum prótein eru mjög stöðug yfir tíma en önnur eru breytileg. Svokölluð utanfrumuprótein, sem er seytt út í blóðið á virkan máta og eru sértæk fyrir ákveðna vefi, reyndust frekar stöðug en þau prótein sem breyttust yfir tíma voru oftar hluti af lífsnauðsynlegum ferlum sem eiga sér stað innan frumu, sem bendir til þess að slík prótein ættu almennt ekki að finnast í miklu magni í blóði. Í heild sinni urðu próteingildin almennt stöðugri yfir tíma með hækkandi aldri og stundum sást munur milli kynja. Niðurstöðurnar um tímaháðan stöðugleika próteinanna, líffræðileg hlutverk þeirra og tengsl stöðugleika við aldur og kyn voru staðfestar í hinu bandaríska þýði Cardiovascular Health Study í samstarfi við vísindamenn við Washington-háskóla og Stanford-háskóla.
Prótein hegða sér á ólíkan máta í ólíkum sjúkdómum
Þeir þættir sem höfðu hvað víðtækustu áhrifin á tímaháðan stöðugleika próteinanna voru erfðaþættir og sjúkdómsástand. Með því að leiðrétta styrk próteinanna fyrir erfðafræðilegum þáttum urðu próteinin yfirleitt breytilegri yfir tíma og fóru jafnvel úr því að vera stöðug yfir í breytileg. Að auki var hægt að sjá að sjúkdómsástand gat haft áhrif á stöðugleika próteinanna á ólíkan máta, þar sem ákveðin prótein urðu til dæmis breytilegri við greiningu hjartaáfalls en önnur stöðugri við greiningu gáttatifs.
Almennt undirstrika niðurstöðurnar mikilvægi þess að huga að tímaháðum stöðugleika við rannsóknir á próteinum og öðrum lífmerkjum í tengslum við sjúkdóma þar sem margt getur haft áhrif og stuðlað að breytileika yfir tíma. Rannsóknin sýnir að próteinin eru misstöðug yfir tíma, mögulega vegna ólíkra leiða þeirra út í blóðstreymið, svo sem í gegnum seytingu eða leka vegna frumuskemmda. Einnig sýnir rannsóknin að próteinin hegða sér á ólíkan máta í tengslum við sjúkdóma, þar sem skyndileg breyting í stöðugum próteinum getur verið merki um sjúkdómsástand en einnig getur verið óeðlilegt þegar breytilegt prótein verður skyndilega mjög stöðugt. Þessir þættir skipta miklu máli við þróun lífmerkja þar sem markmiðið er að fylgjast með þróun og framgangi sjúkdóma yfir tíma.
Fyrsti höfundur greinarinnar er Hulda Karen Ingvarsdóttir, doktorsnemi í líf- og læknavísindum við Læknadeild HÍ, en verkefnið er byggt á meistaraverkefni hennar í lífupplýsingafræði sem hún hefur unnið áfram í doktorsnámi sínu. Rannsóknina leiddi Valborg Guðmundsdóttir, rannsóknalektor við Læknadeild HÍ og Hjartavernd. Verkefnið var styrkt af Minningarsjóði Helgu Jónsdóttur og Sigurliða Kristjánssonar en einnig eru próteinrannsóknir hópsins styrktar af Novo Nordisk Foundation, National Institute of Aging í Bandaríkjunum og Rannsóknasjóði Rannís. Einnig komu að rannsókninni samstarfsaðilar hjá National Institute on Aging og Novartis.
Greinina í Nature Communications, „Long-term temporal stability of circulating proteins in older adults“, má finna hér.
Mynd: Valborg Guðmundsdóttir, rannsóknalektor við Læknadeild HÍ og Hjartavernd, leiddi rannsóknina en fyrsti höfundur hennar er Hulda Karen Ingvarsdóttir, doktorsnemi í líf- og læknavísindum við Læknadeild HÍ, en verkefnið er byggt á meistaraverkefni hennar í lífupplýsingafræði sem hún hefur unnið áfram í doktorsnámi sínu. MYND/Kristinn Ingvarsson