MetabolomStudien

Metabolomstudien, auch Metabolomik-Studien genannt, untersuchen das Metabolom – die Gesamtheit der kleinmolekularen Verbindungen in biologischen Proben wie Blut, Urin oder Gewebe. Ziel ist es, metabolische Profile zu erfassen, Unterschiede zwischen Gruppen aufzudecken und Stoffwechselprozesse sowie deren Regulation besser zu verstehen. Metabolomstudien können untargeted angelegt sein, um möglichst viele Metaboliten zu erfassen, oder targeted, um definierte Verbindungen präzise zu quantifizieren.

Die Datenerhebung erfolgt vorwiegend mit Massenspektrometrie in Verbindung mit Flüssigkeitschromatographie (LC-MS) oder Gaschromatographie (GC-MS) sowie Kernresonanzspektroskopie (NMR). Nach Probenaufbereitung werden Messdaten verarbeitet: Peak-Identifikation, Normalisierung und statistische Analysen wie PCA oder PLS-DA. Die Identifikation der Metaboliten erfolgt durch Abgleich mit Referenzspektren. Ergebnisse werden oft durch Pfadanalyse und Netze interpretiert, um Stoffwechselwege und biologische Mechanismen abzuleiten.

Anwendungen umfassen Biomarker-Entdeckung, Einblicke in Krankheitsmechanismen, Ernährungsforschung, Umweltmetabolomik und pharmakometabolische Studien. Herausforderungen sind die hohe Datenkomplexität, technische Variabilität und Batch-Effekte, unvollständige Metabolitenidentifikation sowie Fragen der Reproduzierbarkeit und Standardisierung. Zur Standardisierung existieren Richtlinien der Metabolomics Standards Initiative (MSI) und interoperable Dateiformate wie mzML. Öffentliche Repositorien erleichtern Datenzugang, doch Validierung in unabhängigen Kohorten bleibt zentral.