Meilenstein in der Lipidforschung durch Festlegung von Grenzwerten für Biomarker

Einen bedeutenden Meilenstein auf dem Gebiet der Lipidomik haben Forschende der Universität Wien um den Chemiker Robert Ahrends sowie wissenschaftliche Teams in Singapur, Zürich und Espoo erreicht. Die Wissenschafter*innen haben einen bahnbrechenden Fortschritt bei der Festlegung von Referenzwerten für Ceramide erzielt, das sind Plasmalipide, die beispielsweise bei Herz-Kreislauf-Erkrankungen eine Rolle spielen. Die Ringstudie wurde unter der Schirmherrschaft der International Lipidomics Society (ILS) durchgeführt. Die Ergebnisse der ersten Phase eines Ceramid-Ringversuchs wurden soeben in der renommierten Fachzeitschrift Nature Communications veröffentlicht.

Die Lipidomik - ein Gebiet der Biowissenschaften zur Untersuchung von Signalwegen und Netzwerken zellulärer Lipide in biologischen Systemen - zielt darauf ab, die Rolle von Lipiden bei Gesundheit und Krankheit zu verstehen, indem ihre Strukturen, Funktionen und Interaktionen in den Zellen analysiert werden. Das Verständnis der oberen und unteren Konzentrationsgrenzen von Lipiden ist für den wissenschaftlichen Fortschritt und die Umsetzung von Technologien im Rahmen der Lipidomik unerlässlich. Zu diesem Zweck wurde der Ceramid-Ringversuch als erster Schritt zur labortechnischen Reproduzierbarkeit in einem globalen Netzwerk von Labors initiiert.

Ein Langzeitversuch...

Ein Ringversuch ist eine Methode, bei der mehrere Labors unabhängig voneinander dieselben Proben mit ähnlichen oder unterschiedlichen Methoden analysieren und ihre Ergebnisse vergleichen. Das hilft bei der Bewertung der Zuverlässigkeit und Konsistenz von Messungen in verschiedenen Labors und verbessert die Standardisierung und Qualitätskontrolle bei wissenschaftlichen Tests. Nach sieben Jahren gemeinsamer Bemühungen wurden die Ergebnisse von 34 teilnehmenden Labors aus 19 Ländern in der "Ceramide Ring Trial"-Studie zusammengefasst. Um die Komplexität zu reduzieren, wurde der Ceramid-Ringversuch auf menschliches Plasma/Serum beschränkt. Ziel war es, die Konzentrationen und deren Variabilität von vier verschiedenen Ceramidtypen zu untersuchen. Ceramide spielen bei vielen Krankheiten eine Rolle und werden als Biomarker für Herz-Kreislauf-Erkrankungen in Betracht gezogen. Die teilnehmenden Laborteams verwendeten eine bevorzugte Analysemethode und/oder ein standardisiertes Protokoll zur Quantifizierung von Ceramiden in NIST1950 (einem Standardreferenzmaterial für Metaboliten in menschlichem Plasma, das von den National Institutes of Standards and Technology, NIST, zur Verfügung gestellt wird) und drei weiteren gepoolten Plasmareferenzmaterialien von NIST unter Verwendung speziell formulierter Mischungen von Ceramid-Standards von Avanti Polar Lipids.

...mit vielversprechenden Ergebnissen

"Aus den Ergebnissen unseres Ringversuchs lassen sich eine Reihe wertvoller Schlüsse ziehen", erklärt Robert Ahrends vom Institut für Analytische Chemie der Universität Wien und korrespondierender Autor der Studie. Seine drei Erkenntnisse: Standardisierung ist der Schlüssel zur Verringerung von Variationen im Testverfahren und zur Erzielung eines Konsenses bei den Konzentrationen der analysierten Substanzen. Weiters bildet die Ermittlung des Mittelwerts der Ceramidkonzentrationen die Grundlage für künftige biologische und medizinische Studien, die für Ceramid-assoziierte Erkrankungen relevant sind. Und drittens kann durch den Vergleich gemischter Plasmaproben die Studie die biologischen Unterschiede zwischen gesunden Menschen, Menschen mit hohem Cholesterinspiegel und verschiedenen ethnischen Gruppen abschätzen. "Diese Studie ist der größte und präziseste öffentliche labor- und plattformübergreifende Ringversuch für bestimmte Ceramidtypen in menschlichem Plasma. Sie setzt neue Maßstäbe für die zukünftige Harmonisierung der Lipidomikforschung und darüber hinaus", so Ahrends.

Weitere Informationen der International Lipidomics Society

Originalpublikation:

Federico Torta, Nils Hoffmann, Bo Burla, Irina Alecu, Makoto Arita, Takeshi Bamba, Steffany A. L. Bennett, Justine Bertrand-Michel, Britta Brügger, Mónica P. Cala, Dolores Camacho-Muñoz, Antonio Checa, Michael Chen, Michaela Chocholoušková, Michelle Cinel, Emeline Chu-Van, Benoit Colsch, Cristina Coman, Lisa Connell, Bebiana DaCosta Sousa, Alex M. Dickens, Maria Fedorova, Finnur Freyr Eiríksson, Hector Gallart-Ayala, Mohan Ghorasaini, Martin Giera, Xue Li Guan, Mark Haid, Thomas Hankemeier, Amy Harms, Marcus Höring, Michal Holčapek, Thorsten Hornemann, Chunxiu Hu, Andreas J. Hülsmeier, Kevin Huynh, Christina M. Jones, Julijana Ivanisevic, Yoshihiro Izumi, Harald C. Köfeler, Sin Man Lam, Mike Lange, Jong Cheol Lee, Gerhard Liebisch, Katrice Lippa, Andrea F. Lopez-Clavijo, Malena Manzi, Manuela R. Martinefski, Raviswamy G. H. Math, Satyajit Mayor, Peter J. Meikle, María Eugenia Monge, Myeong Hee Moon, Sneha Muralidharan, Anna Nicolaou, Thao Nguyen-Tran, Valerie B. O'Donnell, Matej Orešič, Arvind Ramanathan, Fabien Riols, Daisuke Saigusa, Tracey B. Schock, Heidi Schwartz-Zimmermann, Guanghou Shui, Madhulika Singh, Masatomo Takahashi, Margrét Thorsteinsdóttir, Noriyuki Tomiyasu, Anthony Tournadre, Hiroshi Tsugawa, Victoria Tyrrell, Grace van der Gugten, Michael O. Wakelam, Craig E. Wheelock, Denise Wolrab, Guowang Xu, Tianrun Xu, John A. Bowden, Kim Ekroos, Robert Ahrends & Markus R. Wenk. Concordant inter-laboratory derived concentrations of ceramides in human plasma reference materials via authentic standards. Nature Communications.

DOI: 10.1038/s41467-024-52087-x

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