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Integration von Oxidativen Stress in eine systemmedizinische Betrachtung von Fettleibigkeit und deren Komplikationen

Vorhabenbeschreibung:
Das Ziel des Projektes ist es, ein umfangreiches Wissen im Bezug auf die Verhaltensweise unterschiedlich oxidierter Versionen von Lipiden und Proteinen für die Fettleibigkeit und deren Komplikationen unter Verwendung systemmedizinischer integrierter Betrachtungsweisen zu erlangen. Das Projekt kombiniert klinische Parameter und Omics-Daten für oxidierte Lipide und lipid-modifizierte Proteine sowie öffentlich zugängliche Omics-Literaturdaten. Dies ermöglicht eine mathematische Modellierung der Auswirkung von Oxidativem Stress in Fettgewebe zur Unterscheidung zwischen metabolisch gesunden Individuen von Subjekten mit hohem metabolischem Risiko. Durch die Verwendung von integrierten quantitativen Daten der durchgeführten Oxlipidomics und Proteomics der LPP-modifizierten Proteine (Lipox-proteomics; für Fettgewebe und Plasmaproben) in Kombination mit den zugänglichen Literaturdaten und dem daraus abgeleiteten mathematischen Modell, verspricht diese Herangehensweise eine informative und tiefgründige Betrachtung zum Verständnis der Fettleibigkeit und deren Komplikationen.

Abb. 1. Schematische Representation der Forschungshypothese (A) und der dafür verwendeten methodischen Ansätze (B).

 

Arbeitsplan:
Das Projekt beinhaltet eine Kombination aus vielen Herangehensweisen wie der Erstellung von Omics-Daten, klinischer Charakterisierung, statistische Evaluierung und mathematische Modellierung. Die Verwendung von bisher publizierten und zugänglichen Omics-Daten sowie mathematischen Modellen des Fettgewebes als Gerüst resultiert in einer Generierung neuer Daten der oxidierten Lipide und Proteine, die mittels genome-scale metabolic modeling und reulatory protein networks analysis integriert werden. Dies ermöglicht eine systemmedizinische Betrachtung metabolisch gesunder und erkrankter Fettleibigkeits-Phenotypen und kann für die Identifizierung von potentiellen Biomarkern und therapeutischen Zielen genutzt werden. Diese Strategie wird weiterführend in Blutplasmaproben fettleibiger Individuen und schlanken Subjekten validiert werden.

 

Zusammenfassung über das Krankheitsgebiet:
Die Ergebnisse des Projektes besitzen einen sehr hohen diagnostischen, prognostischen und therapeutischen Wert, da zum einen die signifikanten Merkmale und Auswirkungen der Fettleibigkeit adressiert werden. Zum anderen unterstützen die Resultate die Suche nach neuen Biomarkern und die Entwicklung neuer Interventionstherapien sowie diagnostische/prognostische Assays. Diese verlässlichen Biomarker werden die klinische Entwicklung vorantreiben, da sie (i) die Beobachtung des Krankheitsfortschritts und die Therapie-Evaluierungen beschleunigen, (ii) Informationen über Drug-Target-Interaktionen, allgemeine Änderungen der krankheitsspezifischen Pathophysiologie sowie den klinischen Status anzeigen sowie (iii) mögliche Nebeneffekte der therapeutischen Behandlung erklären. Zudem trägt die systematische Betrachtung der Fettleibigkeit und deren Komplikationen unter Verwendungenrichedgenome-scalemetabolicmodels des Fettgewebes (iAdipocyte1850) dazu bei,die sogenannte P4-Medicine (personalized, predictive, preventive und participatory) weiter zu entwickeln.