Metabolomikk - kraftfullt verktøy for persontilpasset medisin

​​Tekst: Katja Benedikte Prestø Elgstøen, forskningsgruppeleder og leder av Utviklingsenheten ved Nasjonal behandlingstjeneste for avansert laboratoriediagnostikk av medfødte metabolske sykdommer ved Avdeling for medisinsk biokjemi og Klinikk for laboratoriemedisin (KLM), OUS. Foto: Lars Petter Devik, OUS og Shutterstock.

Eventyret startet med genomikken med sekvensering av pasientens komplette arvestoff (genomet). Det kan gi svaret på nedarvede egenskaper og predisposisjoner - på godt og vondt - og således bidra til å påvise genetiske sykdommer og tilrettelegge for mer persontilpasset behandling.

Transkriptomikk, proteomikk og andre –omikk-teknologier, har så langt ikke hatt samme kliniske anvendelighet. Men nå skal vi presentere «nykommeren» som vi tror du vil like. 

​​​Metabolomikk – en uendelighet av muligheter

Vi kan påvise tusenvis av metabolitter, det vil si små molekyler, som er byggesteiner, mellomprodukter og sluttprodukter i alle de myriadene av biokjemiske reaksjoner som skjer i kroppens vev, celler og kroppsvæsker. Vi vil da kunne se om og eventuelt hvor det er feil i en eller flere biokjemiske reaksjoner eller funksjoner.

Vi kan også se om man er fastende eller har spist en spesiell diett, hvilke medisiner eller andre stoffer som er inntatt, fysisk aktivitetsnivå, og mye av det som skjer i kroppen, for eksempel i tarmens mikrobiom. 

Dette gir unike øyeblikksbilder av personens biokjemiske status og helse. 

​I tillegg til mer presis diagnostikk, kan vi følge pasienters sykdomsutvikling og se nærmest umiddelbare biokjemiske responser og effekter av igangsatt behandling. Det er også lettere å fange opp manglende etterlevelse der pasienten ikke tar sine medisiner eller følger øvrige behandlingsopplegg, noe som er veldig viktig. 

WHO hevder nemlig at etterlevelse av medisinsk behandling er alarmerende lav, og at det å øke etterlevelsen vil ha betydelig større effekt på befolkningens helse enn forbedring av spesifikke medisinske behandlinger. 

Mulighetene for å tilby en bedre og mer persontilpasset medisin er åpenbare, og utfordrende kliniske problemstillinger der pasienten står uten en diagnose vil i mange tilfeller fremover kunne løses ved hjelp av metabolomikk. 

​​Med «sten på sten» og teamwork har vi bygget fundamentet …..

I 15 år har vi ved hjelp av sykehus- og forskningsmidler, studenter, samarbeidsprosjekter og private donasjoner bygget opp metabolomikk til en plattform som ikke bare kan løse forskningsspørsmål, men som nå er så robust og har så høy kvalitet at den også kan brukes i diagnostikk.

​…. og med visjonære ledere kan vi bygge fremtiden

«Leaders of the world, you must lead» proklamerte Sir David Attenborough på et klimatoppmøte i FN. Dette utsagnet har klar overføringsverdi.

Nå må OUS og helsevesenet prioritere en opptrappingsplan for å styrke og bredde metabolomikken til det beste for våre pasienter. Vi har alt på plass, men vi trenger flere kloke hoder og arbeidsomme hender dersom du skal få oppleve mer av det følgende også for dine pasienter:

​​Mer kunnskap, bedre diagnostikk, og persontilpasset behandling

Følgende eksempel kan beskrive virkeligheten for dine pasienter og sykdomsgrupper om noen år - hvis det satses på metabolomikk:

Feil i genet ALDH7A1 gir opphopning av et stoff som inaktiverer vitamin B6 (pyridoksin). Dette gir alvorlig epilepsi hos nyfødte. Hvis ikke den underliggende sykdommen identifiseres og spesifikk behandling igangsettes, vil barnet få varig hjerneskade og kanskje dø.

Med noe så enkelt som høye doser av vitamin B6 kan vi sikre normal utvikling og redde livet til disse barna med sykdommen som har fått navnet «pyridoksinavhengig epilepsi» (PDE-ALDH7A1).

Men det er en forutsetning for å kunne gi riktig behandling og redde disse barna; tilgang til tidlig, rask og sikker diagnostikk.

​Biomarkører til glede og besvær ​

Liksom metabolomikken som analysemetode må være robust og presis, må de molekylene vi bruker som diagnostiske markører være sensitive, spesifikke og stabile.  

For å finne enda bedre biomarkører og få bedre innsikt i patofysiologien hos PDE-ALDH7A1-pasientene, undersøkte vi tusenvis av ulike metabolitter i prøver fra disse pasientene ved hjelp av metabolomikk. Vi fant to nye biomarkører som unikt skiller dem fra barn som har uttalt epilepsi av andre årsaker; nemlig 6-hydroksy-2-aminokapronsyre og C₉H₁₁NO₄. Selv om vi ikke vet eksakt struktur og navn på C₉H₁₁NO₄, så er det en flott biomarkør som finnes i mengder som er nesten hundre ganger høyere ved denne spesifikke sykdommen.

​​Veien videre

Genetikken har allerede store sentre og en fremtredende og voksende plass i diagnostikk og persontilpasset medisin. Tenk deg metabolomikken som den biokjemiske lillesøsteren til genomikk. Du vet hun kan vokse seg sterk og likeverdig hvis hun blir gitt muligheten.

Metabolomikkens visualisering av det detaljerte biokjemiske mønsteret bestående av tusenvis av enkeltmetabolitter og kjemiske reaksjoner vil kunne diagnostisere og karakterisere de fleste sykdommer og medisinske tilstander, muliggjøre persontilpassede behandlingsvalg og monitorere sykdomsutvikling og behandlingseffekt.

Å satse på metabolomikk vil ikke bare bidra til bedre helse for den enkelte, men vil på sikt være en lønnsom og bærekraftig helseøkonomisk investering.
Har vi råd til å sitte på gjerdet?  

Lenker:
Metabolomikk; Kunsten å se hele biokjemien!  (lenke; 18.11.20) Lenke intranett fungerer ikke eksternt

​Blogginnlegg fra Ekspertsykehuset, 21.4.2021: ​Metabolomikk - et detaljert øyeblikksbilde av pasienten 

Artikler:
Metabolomikk – ny biokjemisk gullalder for persontilpasset medisin | Tidsskrift for Den norske legeforening (tidsskriftet.no)

Artikler fra National Library of Medicine: Bridging the Polar and Hydrophobic Metabolome in Single-Run Untargeted Liquid Chromatography-Mass Spectrometry Dried Blood Spot Metabolomics for Clinical Purposes - PMC (nih.gov)

Global Metabolomics Discovers Two Novel Biomarkers in Pyridoxine-Dependent Epilepsy Caused by ALDH7A1 Deficiency - PubMed (nih.gov)​

Fagartikkel fra Wiley Analytiical Science: A pioneer study on human 3‐nitropropionic acid intoxication: Contributions from metabolomics - Bendiksen Skogvold - 2022 - Journal of Applied Toxicology - Wiley Online Library

Les flere nyhetssaker om fremtidens pasientbehandling på helse-sorost.no​