Individbaserad medicin - kan diabetes botas med hjälp av genetisk
diagnostisering?
Simon Eklöv
Degree project in biology, Bachelor of science, 2013 Examensarbete i biologi 15 hp till kandidatexamen, 2013 Institutionen för biologisk grundutbildning
Handledare: Anna Brunberg
2
Sammandrag
Under början av 2000-talet gjordes stora framsteg inom genetiken då sekvensering av stora mängder DNA blev möjligt genom så kallad ”nästa-generations-sekvensering”. Detta ledde till att sekvensering av det mänskliga genomet blev tillgängligt vilket i sin tur har skapat förutsättningar för många nya forskningsområden. Ett sådant nytt forskningsområde är individbaserad medicin, det vill säga möjligheten att skräddarsy behandlingar och ställa diagnoser efter genetiska faktorer. Tre centrala områden inom individbaserad medicin är:
proteomik, farmakogenomik samt metabolomik. Ett annat viktigt begrepp inom dagens medicin är biomarkörer som kan användas som indikatorer för olika sjukdomar. Med de nya teknikerna har det blivit möjligt att utöka antalet kända biomarkörer i så kallade
biomarkörbibliotek. Forskning inom individbaserad medicin hjälper oss att utveckla behandlingar till sjukdomar som diabetes mellitus. Diabetes mellitus är en relativt vanlig kronisk sjukdom som det i dag finns flera mediciner och behandlingar mot. Dessa
behandlingar kan upplevas besvärliga för patienten och är samtidigt dyra för samhället. Idag finns det i viss utsträckning individbaserade behandlingar till olika typer av diabetes mellitus så som exempelvis användning av sulfonylureas istället för insulin som behandling på neonatal diabetes. Denna typ av behandling ökar bekvämlighet och hälsa hos patienter och sparar ekonomiska resurser för sjukvården. Upptäckter av genotyper som inverkar på
mekanismen till diabetes mellitus har kommit fram genom individbaserad medicin vilket gör att läkemedel och behandlingar kan förbättras. I framtiden kommer individbaserad medicin förhoppningsvis också kunna användas till att göra skräddarsydda behandlingar. Det finns många fördelar med individbaserad medicin. I dagsläget behövs dock mer forskning och utveckling av den forskning som finns så att nya behandlingar och genetisk diagnostisering kan utvecklas. För diabetes mellitus kommer detta vara viktigt för att minska antalet
insjuknade samtidigt som patienter får bättre hälsa. Den individbaserade medicinen kommer dessutom kunna möjliggöra mer ekonomiska behandlingar samtidigt som ekonomiska
resurser sparas genom att patienter blir friskare. Individbaserad medicin är framtidens medicin
för diabetes mellitus.
3
Inledning
I och med upptäckten av den nya tekniken inom sekvensering av människans DNA, så kallade
”nästa-generations-sekvensering” (next-generation-sequencing) i början av 2000-talet, har nya områden öppnat upp sig för forskning (Metzker 2010). Ett sådant område inom det
medicinska fältet är möjligheten att göra precisa diagnoser med hjälp av genetiska analyser och därigenom skräddarsy behandlingar för att passa den enskilda individen. Tanken är att de genetiska studierna ska ge information för att kunna förutse och motverka framtida
sjukdomar. Denna nya revolutionerande synvinkel inom det medicinska fältet kallas individbaserad medicin. Tidigare har fokus vid diagnostisering alltid varit att utifrån uppvisade symptom bestämma en behandling som passar sjukdomen, så kallad
symptombaserad diagnostik (Weston & Hood 2004). Tyvärr faller en mängd faktorer bort med denna typ av diagnostik, som exempelvis hur den enskilda individen påverkas av ett läkemedel. Ett och samma läkemedel kan påverka vissa individer positivt och andra negativt, beroende på individers olika genotyper. Dessutom kan längden på en behandling resultera i stora skillnader mellan individer då kroppen metaboliserar läkemedel olika snabbt. (Chan et al. 2012, Bonnet et al. 2005). Skillnaden mellan symptombaserad och individbaserad behandling illustreras i figur 1. En grupp patienter som alla skulle behandlats lika i en symptombaserad behandling ses ur ett individbaserat perspektiv istället som olika
behandlingar där vissa kan uppvisa toxisk eller ej gynnsam effekt mot läkemedlet (figur 1).
Individbaserad medicin är ett brett begrepp som omfattar alla medicinska områden men med individen i fokus. Tre helt nya forskningsområden som är viktiga inom individbaserad medicin är proteomik, farmakogenomik och metabolomik. Dessa är genetiska studier på proteiner (proteomik), metaboliska vägar i kroppen (metabolomik) samt påverkan av
läkemedel på kroppen (farmakogenomik) (James 1997, Tomita & Nishioka 2005, Bonnet et al. 2005). Studier inom proteomiken, metabolomiken samt farmakogenomiken kan resultera i kunskap om sjukdomar, utveckling av nya läkemedel samt ge större kunskap om okända mekanismer i kroppen. Det kan också leda till upptäckter av nya biomarkörer, till så kallade biomarkörbibliotek (Weston & Hood 2004).
Biomarkörer är en viktig del i dagens medicin för att ställa säkrare diagnoser och ge ny
kunskap om sjukdomar (Abdi et al. 2006). En biomarkör kan till exempel vara ett protein som bildas vid en viss typ av sjukdom. De kan ses som en typ av indikatorer som berättar något om vilka typer av sjukdomar som en individ kan vara bärare av (Meigs et al. 2004). Därför är det viktigt att inom dagens medicinska forskning försöka identifiera nya biomarkörer.
Biomarkörer kan spela en speciellt viktigt roll för att identifiera och motverka utvecklingen av en sjukdom redan innan den brutit ut. Om kroniska sjukdomar kan motverkas på detta sätt sparar vi ekonomiska resurser samtidigt som vi ökar hälsan hos individen (Vaidya &
Bonventre 2010).
En kronisk sjukdom som idag ökar och har bred spridning världen över är diabetes mellitus.
Sjukdomen orsakar högt blodtryck som kan vara dödligt om det inte medicineras. Lyckligtvis har det sedan 1922 för de flesta typer av diabetes mellitus gått att behandla sjukdomen genom att tillsätta insulin (Banting et al. 1922). Idag är sjukdomen relativt ofarlig vad gäller
dödlighet. Däremot ökar antalet drabbade individer vilket kostar sjukvården stora summor
varje år (Clarke et al. 2010). Den här artikeln är en sammanställning av aktuell litteratur om
diabetes mellitus med inriktning på individbaserad medicin samt problematik som finns kring
sjukdomen idag. Är en individbaserad metod vägen att gå för att bota diabetes mellitus? Och
är den individbaserade medicinen ett kostnadseffektivt och rimligt behandlingssätt?
4
Bakgrund
Medicin idag och i framtiden
Genetik spelar en allt viktigare roll i dagens medicinska forskning där proteomiken, metabolomiken och farmakogenomiken har uppkommit som nya discipliner inom området (James 1997, Tomita & Nishioka 2005, Bonnet et al. 2005). Termerna proteomik,
metabolomik och farmakogenomik har sina ursprung i den genetiska termen genomik, med de specifika ämnesområdena som prefix. Termen proteomik är till exempel sammansatt av orden protein och genomik (James 1997). I linje med detta handlar metabolomik om metabolism och farmakogenomik om läkemedel (från engelskans pharmaceuticals) (Tomita & Nishioka 2005, Bonnet et al. 2005). Biomarkörer är ett annat viktigt begrepp inom dagens medicin och mycket av forskningen kretsar kring att bygga upp större biomarkörbibliotek (Vaidya &
Bonventre 2010). Dessa fyra viktiga termer för den här artikeln kommer att finnas som ledord och uppta stor del av innehållet, en djupare beskrivning följer nedan.
Figur 1: Individbaserad medicin enkelt beskrivet. Den individbaserade behandlingen ger information om huruvida läkemedlet är gynnsamt och även toxiskt för patienten. Rätt behandling kan enkelt ges till rätt person.
Vid en klassisk symptombaserad behandling ges läkemedel efter statistiken, hur flest människor reagerar på behandlingen. Vissa faktorer kan naturligtvis tas in även då men dessa är endast uppskattningar som läkaren gör. (illustration: Simon Eklöv)
Biomarkörer
En biomarkör kan beskrivas som en karaktär hos en organism eller en cell som används som en indikator för olika processer i kroppen. Karaktären kan vara en substans såsom ett protein eller lipid men det kan även vara genetiska mönster eller elektriska signaler genom kroppen, eller en viss typ av cell. Med biomarkören går det att mäta och diagnostisera en åkomma (Vaidya & Bonventre 2010). Ett utökat förråd av biomarkörer ger en utvecklad möjlighet att diagnostisera, studera och i förtid behandla sjukdomar. Detta är särskilt viktigt för sjukdomar som idag är svåra att behandla eller är kroniska (Abdi et al. 2006). Ett exempel på hur
biomarkörer kan användas för att förutse diabetes mellitus beskrivs i en studie som Meigs et
al. (2004) genomförde på endotel dysfunktion (endothelial dysfunction). De visade att
kvinnor med endotel dysfunktion riskerar att drabbas av typ 2 diabetes mellitus vilket kan
förutsägas genom höga värden av celladhesionsmolekyler (CAMs). Dessa består av
5
intracellulär adhesionsmolekyl-1 (ICAM-1), vaskulärcelladhetionsmolekyl-1 (vascular cell adhestion molecule-1, VCAM-1) samt E-selektin, som är biomarkörer för endotel
dysfunktion. Höga värden av CAMs indikerar inte bara endotel dysfunktion utan också en förhöjd risk att drabbas av typ 2 diabetes mellitus (Meigs et al. 2004). Biomarkörer kan även användas i forskning för att ta fram nya mediciner. Att studera biomarkörmönster i en
sjukdom kan ge kunskap om vilka mekanismer som ett läkemedel måste rikta in sig på. Har man kunskaper om vilken mekanism som ger negativa konsekvenser går det också att lättare ta fram läkemedel som förhindrar dessa mekanismer (Soggiu et al. 2012).
Proteomik
Proteomik definierades som ett nytt forskningsområde inom genetik under slutet av 1990-talet (James 1997). Begreppen proteomik och proteom förhåller sig till varandra som begreppen genetik och genom. Begreppen genetik och genom beskriver DNA medan begreppen proteomik och proteom beskriver protein från en genetisk synvinkel. Termen proteom har uppkommit från en blandning av orden protein och genom. Proteom kan förklaras som ett systems, exempelvis en organisms, kompletta proteinbibliotek uttryckt som ett genom (Wilkins et al. 1996). Tekniken för att studera proteomik blev tillgänglig redan under 1970- talet då den tvådimensionella (2D) gelelektroforestekniken utvecklades (Kenrick & Margolis 1970, O’Farrell 1975). Med tekniken separeras protein efter dess isoelektriska punkt och molekylvikt (O’Farrell 1975). Men det var inte förrän efter de revolutionerande framstegen inom genetik som ägde rum i början av 2000-talet (som gav oss möjligheten att sekvensera stora mängder DNA) som forskning inom proteomik tog fart på allvar (Metzker 2010). En ny väg inom medicin och många andra områden låstes upp och genetiska studier av proteiner blev allt viktigare. För individbaserad medicin är detta en mycket viktig del då möjligheten att genetiskt studera hela kroppens proteinbibliotek blev möjligt. Att studera sjukdomars
proteinmönster kan ge kunskap för diagnostisering, kunskap om sjukdomsorsaker samt läkemedelsutveckling (James 1997).
Metabolomik
I likhet med proteomet som är det kompletta proteinbiblioteket är metabolomet det kompletta metabolitbiblioteket, alltså alla aminosyror, hormoner, peptider, lipider, organiska syror och andra metaboliter som återfinns i en organism eller en cell vid en given tidpunkt (Tomita &
Nishioka 2005). Vid användning av individbaserad medicin har metabolomik några fördelar framför proteomik och farmakogenomik. Resultatet av en metabolomisk analys ger en bild av det aktuella läget, de senaste stegen i en rad förändringar i kroppen. Fördelen med detta är särskilt användbart vid toxikologiska analyser. Skillnaden mellan metabolomiken och till exempel proteomiken är att den sistnämnda bara kan ge oss en analys av det första steget i proteiners utveckling, vilket inte säger något om huruvida metaboliter kommer att påverkas. I en toxikologisk analys är metaboliterna viktiga då dessa säger allt om hur kroppen påverkas och av vad den påverkas (van Ravenzwaay et al. 2007). Däremot kan det finnas andra tillfällen då proteomik har en fördel över metabolomik, som till exempel att ta reda på funktionen hos ett protein. Det är också enkelt att studera många metaboliter eftersom de redan är välkända vad gäller till exempel funktionen i kroppen. Metabolomiken kan också enkelt studeras genom ett blodprov (van Ravenzwaay et al. 2007).
Farmakogenomik
Läkemedel påverkar människor olika beroende på en mängd faktorer, till exempel genetiska.
Som tidigare beskrivits ställs en diagnos idag vanligen utifrån de symptom en patient
uppvisar, en behandling väljs sedan efter de faktorer som passar symptomen bäst. Detta
behöver naturligtvis inte betyda att de passar individen bäst. Studier inom farmakogenomik
6
kan ge kunskap om hur en medicin kan påverka en individ beroende på genetiska faktorer.
Det viktigaste användningsområdet för farmakogenomik är idag att studera individuella faktorer och genom detta hitta bästa behandlingsmetod. Att bestämma dos för en patient kan vara svårt, då det är en uppskattning som läkaren får göra utifrån den information hon eller han har (Bonnet et al. 2005). Genom att använda sig av de individuella faktorerna kan en dos bestämmas mycket mer exakt än förut. Ett exempel är warfarin som är ett vanligt
förekommande läkemedel som används för att förhindra blodproppsbildning (Whitlon et al.
1978). Att bestämma rätt dos warfarin för en individ är mycket svårt och beror på en mängd faktorer, såsom de genetiska samt om hon eller han har andra sjukdomar (Ansell et al. 2008).
Genom farmakogenomiska studier kan biomarkörer för behandlingar med warfarin tas fram samt ge information om hur behandlingar ska läggas upp för att ge effektivast och säkrast effekt hos olika individer (Chan et al. 2012).
Olika typer av diabetes
Individbaserad medicin kan bli ett revolutionerande verktyg för att behandla sjukdomar vi tidigare haft stora problem med. Exempel på detta är till exempel prostatacancer (Qu et al.
2002), äggstockscancer (Jones et al. 2002) och diabetes (Dong et al. 2006, Meigs et al. 2004).
I fortsättningen kommer denna text att fokusera på diabetes. Diabetes finns i två olika kategorier, den tidigare nämnda diabetes mellitus samt diabetes insipidus. Jag kommer att fokusera på diabetes mellitus och dess olika typer samt ge en bild av den individbaserade medicinen där det idag görs stora framsteg.
Diabetes mellitus
Diabetes mellitus är en relativt vanlig sjukdom som det finns flera mediciner och
behandlingar mot men som i dagsläget är kronisk (Williams 1998). Det finns olika typer av diabetes mellitus där de vanligaste är typ 2 och typ 1. Dessa beskrevs för första gången av Himsworth (1936) som en insulinkänslig och en insulinokänslig typ. Gemensamt för alla typer av diabetes mellitus är påverkan på metabolism av blodsockret vilket ger upphov till problem med höga nivåer av socker i blodet (Campbell et al. 2008). På senare tid har även graviditetsdiabetes samt flera ovanligare typer av diabetes mellitus (Alberti & Zimmet 1998) tillkommit och klassificeras som ”övriga specifika typer”. Graviditetsdiabetes kan i slutändan leda till att typ 2 diabetes mellitus utvecklas (Kim et al. 2002). De flesta typer av diabetes mellitus beror på en defekt i hantering eller produktion av insulin i kroppen (Alberti &
Zimmet 1998).
Insulin
Insulin är ett hormon i kroppen som reglerar blodsockernivån genom att justera
glukosupptaget i kroppens celler. Insulin produceras i buskspottskörtelns β-celler i ett område
som kallas Langerhans cellöar. Dessa är i kontakt med och sekrerar hormoner direkt ut i den
extracellulära vätskan varifrån de transporteras vidare ut i blodet. Efter att insulinet färdats till
det endokrina systemet transporteras det till celler i lever, skelettmuskler och fettvävnader där
det sedan binder till receptorer i cellväggarna som öppnar kanaler och tar upp glukos från
blodet (figur 2). Glukosen används sedan som energi i cellerna. När blodsockernivåerna
minskar skickas glukagon ut från α-cellerna (i Langerhans cellöar) och bidrar till att glykogen
bryts ned till glukos och höjer blodsockernivåerna (Campbell et al. 2008). Vid svårighet att
kontrollera sockernivåerna i blodet riskerar individen att toxiska doser uppnås. Det som kan
ske då vid till exempel typ 1 diabetes mellitus är att pH i blodet sjunker som en respons på att
ketonkroppar bildas (ketoacidos), vilket i sin tur leder till att enzymer och andra komponenter
inte fungerar som de ska (Dunger et al. 2004). Toxicitet beror alltid på mängden av ett ämne i
kroppen och vid en specifik dos för ett specifikt ämne kan det uppstå en hälsofara för
7
kroppen. Därför är det också viktigt att kontrollera sockerhalten i blodet för att hålla den på en säker nivå (Campbell et al. 2008). Den toxiska dosen för högt blodsocker ligger på 11 mmol glukos l
-1(Dunger et al. 2004). Personer som har svårigheter med att reglera blodsockernivån i kroppen lider av diabetes mellitus (Campbell et al. 2008).
Figur 2: Den övre bilden visar normalt tillstånd där insulin produceras som en respons på högt blodsocker. β- cellerna i bukspottkörteln producerar insulin som skickas ut i blodet och initierar upptag av insulin. Den nedre bilden beskriver typ 2 och typ 1 diabetes mellitus. Vid typ 2 diabetes mellitus hindras upptag av socker på grund av en förändring i receptorerna som interagerar med insulin, detta gör att sockret inte kan tas upp. Vid typ 1 diabetes mellitus förstörs β-cellerna och insulin kan inte produceras. (illustration Simon Eklöv)
8
Typ 2 och typ 1 diabetes mellitus
Som nämnts tidigare är de vanligaste typerna av diabetes mellitus typ 2 och typ 1 (Dilmec et al. 2010). Ungefär 300 000 svenskar lider idag av typ 2 diabetes mellitus och 50 000 av typ 1 diabetes mellitus (Diabetesförbundet 2011a, 2011b). Typ 2 diabetes mellitus kan uppkomma när som helst under livet och innebär att den sjukdomsbärande är resistent mot insulin och på så sätt inte svarar normalt på hormonet. En förändring i receptorer gör att hormonet inte är lika effektivt vid upptag av glukos. Detta leder till att cellerna i Langerhans öar producerar ännu mer insulin vilket i sin tur bidrar till högre blodsocker (Roith et al. 2004). Typ 1 diabetes mellitus är till skillnad från typ 2 mer destruktiv. Istället för att celler är immuna mot insulin förstörs de hormonproducerande β-cellerna vilket sker genom en autoimmunrespons. Detta innebär att kroppen misstar sina egna celler för fientliga och immunförsvaret angriper cellerna vilket leder till det självdestruktiva beteendet (figur 2) (Roith et al. 2004).
Övriga typer av diabetes mellitus
Graviditetsdiabetes är den tredje största typen av diabetes mellitus som i sin kan tur leda till att typ 2 diabetes mellitus utvecklas. Mekanismen är liknande typ 2 diabetes mellitus, med dysfunktionella insulinreceptorer som leder till en minskad upptagning av glukos. Precis som namnet avslöjar uppstår sjukdomen under graviditet. Det är därför viktigt att hålla uppsyn och mäta blodsockernivån under den tid då kvinnan är gravid (Cheung & Helmink 2006).
Det pågår även forskning där studier har visat att Alzheimers sjukdom eventuellt kan vara en typ av diabetes mellitus som föreslås kallas typ 3 diabetes mellitus (Lester-Coll et al. 2006).
Alzhemiers påverkas i hög grad av en ackumulering av β-amyloid (βA) i hjärnan. βA regleras av insulin och om systemet skadas i regleringen kan detta leda till utveckling av Alzheimers (Gasparini et al. 2001). Med hjälp av proteomiska analyser kan biomarkörer för Alzheimers upptäckas. I en studie som German et al. (2007) genomförde upptäcktes fyra biomarkörer som hade signifikant koppling till Alzheimers. Genom att använda dessa kan en kostnadseffektiv diagnostik för sjukdomen genomföras (German et al. 2007).
Neonatal diabetes mellitus, som är en ovanligare typ av diabetes mellitus kan uppkomma under de första sex månaderna hos nyfödda (Aguilar-Bryan & Bryan 2008). Sjukdomen kan orsakas av mutationer på gener som reglerar ATP-beroende kaliumkanaler i bukspotskörtelns β-celler (Gloyn et al. 2004). Kanalerna består av ett oktamerkomplex med fyra inre
subenheter kallade Kit6.2 och fyra yttre subenheter kallade SUR1 (Clement et al. 1997).
Kit6.2 transporterar kalium ut från β-cellen och SUR1 är receptorerna som styr stängning av kanalerna (Clement et al. 1997). När kanalerna stängs skapas en depolarisering över
membranet som i sin tur öppnar kalciumkanalerna. När koncentrationen av kalcium ökar i cellerna initieras exocytos av insulin vilket transporteras ut i kroppen och reglerar
blodsockerhalten (figur 3).
9
Figur 3: Reglering av insulin i β-cellerna i bukspottkörteln. En koncentrationsökning av glukos i blodet leder till att β-cellerna tar upp glukos genom transportproteinet GLUT2. Inne i cellen metaboliseras glukosen och resultatet, en minskad koncentration adenin nukleotider leder till att ATP-beroende kaliumkanaler stängs. En depolarisation av membranet sker, kalciumkanaler öppnas och koncentrationsökningen av kalcium initierar sekrering av insulin. Vid neonatal diabetes mellitus kan inte ATP-beroende kaliumkanaler stängas och ingen sekrering av insulin sker. Tillsätts sulfonylureas stängs kanalerna och insulin sekreras. (illustration: Simon Eklöv, källa: Gloyn et al. 2004.)
Diabetes insipidus
Utöver de tidigare nämnda typerna av diabetes mellitus finns det även en fristående variant som kallas diabetes insipidus. Istället för problemet med nedbrytande av socker har individer med diabetes insipidus problem med producerande av antidiuretiskt hormon (ADH). ADH har en viktig funktion i reglerande av osmos och reabsorption av vatten i kroppen, en förstörd produktion av hormonet bidrar till dehydrering (Campbell et al. 2008). Den bakomliggande mekanismen hos diabetes insipidus är helt fristående från den i diabetes mellitus (Campbell et al. 2008).
Diabetes mellitus och individbaserad medicin
Diabetes mellitus har kunnat behandlas sedan 1922 när för första gången Banting et al.
(1922) lyckades extrahera insulin för behandling. Genom att reglera blodsockernivån
”manuellt”, till exempel genom tillsats av insulin kan en stabil nivå upprätthållas (Campbell et al. 2008). Det finns olika metoder att göra detta på, en är att injicera insulin direkt i blodet. På senare tid har även insulinpumpar utvecklats för en konstant kontrollerad injicering av insulin i kroppen. Detta kan ge bättre levnadsvillkor för typ 1-diabetiker (Bergenstal et al. 2010).
Individbaserad behandling idag
De individbaserade aspekterna på diabetes mellitus är mångsidiga och det finns många olika
områden med aktiv forskning. Forskare jobbar allt mer för att utarbeta behandlingar för att
motverka diabetes mellitus innan sjukdomen bryter ut hos patienter som är i riskgruppen för
sjukdomen. Ett exempel är ”diabetes prevention study” som startades 1999 av en forskargrupp
i Finland (Eriksson et al. 1999). Studien bygger på patienter som löper hög risk att drabbas av
typ 2 diabetes mellitus. Dessa skulle under ett års tid gå på regelbundna möten med en dietist
som gav råd om hur individen skulle äta och motionera för att minska risken för typ 2 diabetes
mellitus. Scheman och innehåll för möten skräddarsyddes för individens egna behov. Målet
med studien var att patienterna skulle minska i vikt vilket i sin tur skulle leda till en minskad
10
risk att drabbas av diabetes mellitus (Eriksson et al. 1999). Resultaten blev lyckade och fler liknande studier, som bygger på beteendebehandling har på senare tid kommit fram till samma resultat (Tuomilehto et al. 2001, Herder et al. 2009, Lindström et al. 11, Quinn et al.
2009).
Alternativ medicinering av olika typer diabetes mellitus
Under senare år har forskare hittat generna som reglerar de ATP-känsliga kaliumkanalerna (Babenko et al. 2006, Proks et al. 2006) och som är viktiga för reglering av insulin. KCNJ11 heter genen som reglerar Kit6.2 subeneheten och ACCB8 heter genen som reglerar SUR1 (Clement et al. 1997). Mutationer i dessa gener har visat sig ge upphov till många fall av neonatal diabetes mellitus, då kanalerna blir dysfunktionella och insulin inte kan sekreras (figur 3) (Gloyn et al. 2004, Babenko et al. 2006, Proks et al. 2006). I en studie från 2006 testade Pearson et al. att behandla patienter med sulfonylureas istället för insulin och fick ett positivt resultat. Behandlingen kan tas i tablettform och är mindre påfrestande än en
insulinbehandling (Pearson et al. 2006). I en ny studie från 2011 (Remedi et al. 2011) kunde författarna även visa att behandlingen har potential att permanent bota neonatal diabetes mellitus.
En molekylärt individbaserad diagnostik kan ge möjlighet att hos nyfödda barn hitta mutationer på generna och diagnostisera neonatal diabetes mellitus tidigt. Bonnefond et al.
genomförde 2010 en studie med hjälp av ”hela-exom-sekvenseringar” (whole-exome sequencing, WES) där de kunde identifiera en mutation i ABCC8 genen. Andra försök har också gjorts med sekvensering följt av studier på metabola och funktionella karaktärer med viss framgång. Mutationer har kunnat identifieras i vissa fall men det saknas fortfarande en del forskning för att kunna förbättra metoderna (Riveline et al. 2012, Takagi et al. 2013).
Fördelen med WES är att den är billig och effektiv att utföra och skulle kunna spara mycket resurser och tid hos både patienter och läkare. En utvecklad forskning på genom-vida sekvenseringar krävs för att gå vidare (Bonnefond et al. 2010).
Applikation av farmakogenomik
Forskning inom farmakogenomik kan bidra till utveckling av skräddarsydda behandlingar av neonatal diabetes mellitus samt nya läkemedel som kan användas mot sjukdomen. I en studie från 2012 arbetade Lang et al. med hjälp av farmakogenomiska metoder för att undersöka vissa haplotyper på ATP-beroende kaliumkanaler. Det visade sig att ATP-beroende
kaliumkanaler som bar på K23/A1369 haplotypen är mer känsliga för gliklazid och mitiglinid (sulfonylureas läkemedel), samtidigt som ATP-beroende kaliumkanaler som bar på
E23/S1369 haplotypen är mer känsliga för tolbutamid, klorpropamid och glimepirid
(ytterligare typer av sulfonylureas läkemedel). En lösning på problemet skulle kunna vara att välja läkemedel beroende på vilken haplotyp patienten har, eller alternativt att öka dosen av ett läkemedel om patienter är mindre känslig för det (Lang et al. 2012).
Ett annat exempel där farmakogenomik har tillämpats är hos diabetiker som har problem med de ATP-beroende kaliumkanalerna, där en specifik fenotyp på haptoglobingenen uppvisas (Milman et al. 2008, Levy et al. 2002). Haptoglobin är ett protein som binder till
hemoglobinet i blodet i syfte att förhindra oxidativ stress (Levy et al. 2010). Det finns tre genotyper som kan påverka haptoglobinet, dessa kallas 1-1, 2-1 samt 2-2 (Langlois &
Delanghe 1996). 2-2 fenotypen har uppvisats kunna bidra till en högre grad hjärt- och
kärlsjukdomar hos diabetespatienter (Levy et al. 2002). Milman et al. (2008) lyckades dock
med hjälp av farmakogenomiska studier visa att vitamin E kan bidra till en minskad risk att
drabbas av hjärt- och kärlsjukdomar som diabetiker. Det verkar dock inte som en helt felfri
11
metod då vissa individer som saknar haptoglobin fenotypen 2-2 inte uppvisat några fördelar med vitamin E tillsats. Hos vissa individer finns det till och med en risk att den ger en skadlig effekt (Blum et al. 2010). Mer forskning behövs för att säkra metoden, men mycket tyder på att vitamin E skulle kunna användas som ett komplement till andra mediciner för att minska risken för hjärt- och kärlsjukdomar hos diabetiker. Men då med användande av
farmakogenomiska metoder som kan avgöra fenotypen och redogöra för säkerheten av behandlingen (Blum et al. 2010).
Biomarkörer och proteomik
I en studie från 2012 använde sig Soggiu et al. av proteomiska analyser för att studera typ 1 diabetes mellitus. Resultatet visade att proteinerna THP, CD59, AMBP, ZA2G och RBP4 kunde identifieras från urinprov med hjälp av två-dimentionell gelelektoforesteknik. Fler proteiner hittades, men dessa var signifikant korrelerade till typ 1 diabetes mellitus (Soggiu et al. 2012). Andra studier har även hittat proteiner som är signifikant korrelerade till typ 2 diabetes mellitus (Rao et al. 2009, Galazis et al. 2013).
Metabolomik och diabetes mellitus
Under de senaste åren har studier genomförts där forskare har utvecklat metaboliska mönster för de olika typerna av diabetes mellitus (Suhre et al. 2010, Floegel et al. 2013, Patterson et al. 2011) samt även hittat nya biomarkörer (Wang-Sattler et al. 2012). Genom att använda metabolomiska metoder kan dessa mönster användas till att göra diagnoser för diabetes i praktiska sammanhang.
Framtiden för individbaserad medicin
Individbaserad medicinsk grundforskning kan i framtiden ge oss; information om sjukdomar, upptäckt av nya läkemedel och biomarkörer, billigare och mer effektiv sjukvård samt mer skonsamma behandlingar. Tar vi exemplet med neonatal diabetes mellitus så är det möjligt att minska kostnader, med genetiska tester och behandlingar inräknat (Greeley et al. 2011).
Greeley et al. (2011) visade i en studie att det blir billigare med en individbaserad metodik samtidigt som den också ökar hälsan hos patienterna. I vilken omfattning kommer då individbaserad medicin att tillämpas för att skräddarsy behandlingar? Allt är en fråga om kostnad och effekt!
Diskussion
Ekonomiskt ställer diabetes mellitus till med mycket problem då sjukdomen i de flesta fall är kronisk och kostnaden för behandling med insulin blir hög då den är livslång samtidigt som allt fler drabbas. Mycket forskning satsas på att hitta nya kostnadseffektivare
behandlingsmetoder så att sjukvårdspengar kan gå till att behandla andra sjukdomar.
Exempelvis skulle behandling med sulfonylureas vid neonatal diabetes mellitus kunna sänka kostnaderna samtidigt som det även ökar bekvämligheten hos patienter (Pearson et al. 2006).
Ett annat exempel på hur individbaserad medicin verkligen kan bidra till kostnadssänkning är de förebyggande åtgärder som kan sättas in för individer som riskerar att drabbas av diabetes mellitus. Att erbjuda kost- och hälsoråd kan minska risken att drabbas av diabetes mellitus, där det enbart blir engångskostnader för risktest samt träff med en expert (som dessutom säkert kommer kunna kostnadseffektiviseras ännu mer med färdiga mallar för behandlingar).
En individbaserad diagnostik kan även fungera förebyggande och förhindra utbrott av sjukdomen och därigenom minska kostnaden. En sänkt kostnad ger i sin tur en positiv effekt på sjukvårdens ekonomi där medel kan omfördelas till andra områden.
Proteomik, metabolomik, farmakogenomik bidrar alla med ny kunskap och är lika viktiga att
12
utforska för att fortsätta utveckla det medicinska fältet. Proteomik kan framförallt bidra med kunskap om mekanismer i diabetes mellitus och andra sjukdomar samt kartläggande av biomarkörer. Metabolomik har ännu större möjlighet att bygga upp biomarkörbiblioteken och samtidigt studera hur kroppen beter sig vid en viss sjukdom, vilka metaboliter som bildas, exakt vad som kan vara skadligt och hur detta kan förhindras. Här finns en stor potential för att studera människokroppen och upptäcka nya mekanismer samt vägar till att utveckla nya läkemedel. Farmakogenomiken kan bidra till att bygga upp ett säkrare behandlingssystem där mer optimerade läkemedel kan användas på individuell nivå. Detta minskar negativa effekter och ökar effektivitet av ett läkemedel, vilket leder till bättre hälsa hos patienten och lägre kostnader för behandlingen.
Olika typer av individbaserade behandlingar kommer naturligtvis lyckas olika bra och allt som upptäckts kommer inte kunna användas. Men de nya teknikerna möjliggör många nya upptäckter. Området är stort och har en stor utvecklingspotential. Det går att jämföra området medicin innan och efter de revolutionerande teknikerna i genetik uppkom som skillnaden i detaljnivå mellan ett vanligt optiskt mikroskop och ett detaljerat elektronmikroskop.
Så hur långt har den individbaserade medicinens framsteg kommit idag? Den individbaserade medicinen används framförallt idag som forskningsmetod och i medicinska försök, det mesta som görs idag är fortfarande grundforskning. Nya upptäckter pekar på en stor potential i metoden och det väntas bli en snabb utveckling under de kommande åren.
Ett exempel där det fortfarande behövs mer forskning är de farmakogenomiska studier som gjorts på vitamin E i diabetes mellitus där Blum et al. (2010) har gjort lyckade försök att förebygga hjärt- och kärlsjukdomar. Men fortfarande krävs mer forskning innan metoden blir användbar för behandling (Blum et al. 2010). Försöken som Lang et al. (2012) gjorde på olika haplotyper av ATP-beroende kaliumkanaler gav lyckade resultat som skulle kunna appliceras i medicinsk behandling. Det går fortfarande att utveckla och utöka kunskapen om andra haplotyper och andra effekter på läkemedel inom detta område (Lang et al. 2012). Samma gäller också Suhre et al. (2010), Flogel et al. (2013) samt Patterson et al. (2011) som lyckats skapa metabolitmönster för diabetes mellitus, men där mer forskning krävs för att gå vidare.
Är en individbaserad metod då vägen att gå för att bota diabetes mellitus? För att besvara frågan måste vi också ställa oss frågan; är det rimligt att bota en kronisk sjukdom? Hur mycket resurser, och hur lång tid kan behövas för att lyckas med det? Kan det i stället vara bättre att minimera antalet drabbade och vidare utveckla behandlingar? Personligen tror jag själv på att fortsätta utveckla individbaserade behandlingar för att minimera antalet drabbade av sjukdomen. Även om det inte går att bota diabetes helt finns det goda möjligheter att minimera antalet drabbade, vilket också måste bli en prioritet för att öka hälsan hos patienter och spara ekonomiska resurser. Att använda sig av genetiska faktorer i preventivt syfte och förebygga utveckling av diabetes mellitus kan vara en lösning. Allt fler typer av diabetes mellitus upptäcks i takt med forskningens framsteg och även nya varianter av de vanligaste diabetesformerna. Ett sådant exempel är typ 2 diabetes mellitus med fenotyp 2-2 (Levy et al.
2002). Specificering av de olika typerna av diabetes mellitus ger oss mer kunskap om dem
och gör dem således lättare att behandla. Att hitta alternativa behandlingar istället för insulin
kan ge en skonsammare behandling för patienter. De behandlingar som upptäckts redan nu
gör livet lättare för diabetiker och att fortsätta på den banan kan bara leda till fler upptäckter
som leder till bättre levnadsvillkor. En annan viktig fråga som måste bemötas är konsekvenser
av diagnostisering av allvarliga sjukdomar. Är det en risk att skrämma folk i onödan med en
13
diagnos som till exempel cancer? Vad kan detta ge för konsekvenser i sjukvården?
Slutsats
Jag anser att individbaserad medicin är helt rätt väg att gå. Det finns många fördelar med metoderna proteomik, metabolomik och farmakogenomik. I dagsläget behövs dock mer forskning och utveckling av den forskning som finns så att nya behandlingar och genetisk diagnostisering kan utvecklas. För diabetes mellitus kommer detta vara viktigt för att minska antalet insjuknade samtidigt som patienter får bättre hälsa. Den individbaserade medicinen kommer dessutom kunna möjliggöra mer ekonomiska behandlingar samtidigt som
ekonomiska resurser sparas genom att patienter blir friskare. Individbaserad medicin är framtidens medicin för diabetes mellitus.
Tack
Tack till mina föräldrar Aina Svensson och Peter Eklöv för stort stöd och hjälp med uppsatsen med kommentarer till texten.
Tack till mina medstudenter Anna Mentor, Katrin Björk, Malin Undin, och Max Persson för kommentarer och hjälp med texten.
Tack till Benjamin Gustavsson för hjälp med kommentarer och genomläsning av uppsatsen samt stöd under kursens gång.
Tack till tidigare medstudenter Helena Ishak, Jessica Lagerlöf och Mattias Grundén för kommentarer till texten.
Tack till mina handledare Anna-Kristina Brunberg, Lage Cerenius och Monika Schmitz för hjälp under kursen och kommentarer på texten.
Tack till mina kusiner och syskon Albin Schurmann, Elon Eklöv, Isak Eklöv, Jonathan Shurmann och Rasmus Shurmann för genomläsning av min populärvetenskapliga sammanfattning.
Referenser
Abdi F, Quinn JF, Jankovic J, McIntosh M, Leverenz JB, Peskind E, Nixon R, Nutt J, Chung K, Zabetian C, Samii A, Lin M, Hattan S, Pan C, Wang Y, Jin J, Zhu D, Li GJ, Liu Y, Waichunas D, Montine TJ, Zhang J. 2006. Detection of biomarkers with a multiplex quantitative proteomic platform in cerebrospinal fluid of patients with neurodegenerative disorders. Journal of Alzheimer’s Disease 9: 293–348.
Aguilar-Bryan L, Bryan J. 2008. Neonatal diabetes mellitus. Endocrine Reviews 29: 265–291.
Alberti K, Zimmet P. 1998. Definition, diagnosis and classification of diabetes mellitus and its complications. Part 1: diagnosis and classification of diabetes mellitus. Provisional report of a WHO Consultation. Diabetic Medicine 15: 539–553.
Ansell J, Hirsh J, Hylek E, Jacobson A, Crowther M, Palareti G. 2008. Pharmacology and management of the vitamin k antagonists: American college of chest physicians evidence-based clinical practice guidelines (8th edition). CHEST Journal 133: 160S–
198S.
Babenko AP, Polak M, Cavé H, Busiah K, Czernichow P, Scharfmann R, Bryan J, Aguilar- Bryan L, Vaxillaire M, Froguel P. 2006. Activating mutations in the ABCC8 gene in neonatal diabetes mellitus. New England Journal of Medicine 355: 456–466.
Banting FG, Best CH, Collip JB, Campbell WR, Fletcher AA. 1922. Pancreatic extracts in the treatment of diabetes mellitus. Canadian Medical Association Journal 12: 141–146.
Bergenstal RM, Tamborlane WV, Ahmann A, Buse JB, Dailey G, Davis SN, Joyce C,
Peoples T, Perkins BA, Welsh JB, Willi SM, Wood MA. 2010. Effectiveness of sensor-
14
augmented insulin-pump therapy in type 1 diabetes. New England Journal of Medicine 363: 311–320.
Blum S, Vardi M, Brown JB, Russell A, Milman U, Shapira C, Levy NS, Miller-Lotan R, Asleh R, Levy AP. 2010. Vitamin E reduces cardiovascular disease in individuals with diabetes mellitus and the haptoglobin 2-2 genotype. Pharmacogenomics 11:675-684.
Bonnefond A, Durand E, Sand O, De Graeve F, Gallina S, Busiah K, Lobbens S, Simon A, Bellanné-Chantelot C, Létourneau L, Scharfmann R, Delplanque J, Sladek R, Polak M, Vaxillaire M, Froguel P. 2010. Molecular diagnosis of neonatal diabetes mellitus using next-generation sequencing of the whole exome. PLoS ONE 5(10): e13630.
doi:10.1371/journal.pone.0013630
Bonnet M, Sizaire V, Kebede Y, Janin A, Doshetov D, Mirzoian B, Arzumanian A, Muminov T, Iona E, Rigouts L, Rüsch-Gerdes S, Varaine F. 2005. Does one size fit all? Drug resistance and standard treatments: results of six tuberculosis programmes in former Soviet countries. The International Journal of Tuberculosis and Lung Disease 9: 1147–
1154.
Campbell NA, Reece JB, Urry LA, Cain ML, Wasserman SA, Minorsky PV, Jackson RB.
2008. Biology 8:e uppl. Pearson, San Francisco.
Chan SL, Suo C, Lee SC, Goh BC, Chia KS, Teo YY. 2012. Translational aspects of genetic factors in the prediction of drug response variability: a case study of warfarin
pharmacogenomics in a multi-ethnic cohort from Asia. The Pharmacogenomics Journal 12: 312–318.
Cheung NW, Helmink D. 2006. Gestational diabetes: The significance of persistent fasting hyperglycemia for the subsequent development of diabetes mellitus. Journal of Diabetes and its Complications 20: 21–25.
Clarke PM, Glasziou P, Patel A, Chalmers J, Woodward M, Harrap SB, Salomon JA. 2010.
Event rates, hospital utilization, and costs associated with major complications of diabetes: A multicountry comparative analysis. PLoS Med 7(2): e1000236.
doi:10.1371/journal.pmed.1000236
Clement JP, Kunjilwar K, Gonzalez G, Schwanstecher M, Panten U, Aguilar-Bryan L, Bryan J. 1997. Association and stoichiometry of KATP channel subunits. Neuron 18: 827–838.
Diabetesförbundet 2011a. Typ 1-diabetes. WWW-dokument 2011-12-02:
http://www.diabetes.se/sv/Diabetes/Om-diabetes/Typ-1-diabetes-/. Hämtad 2013-07-21.
Diabetesförbundet 2011b. Typ 2-diabetes. WWW-dokument 2011-12-02:
http://www.diabetes.se/sv/Diabetes/Om-diabetes/Typ-2-diabetes/. Hämtad 2013-07-21.
Dilmec F, Uzer E, Akkafa F, Kose E, van Kuilenburg ABP. 2010. Detection of VDR gene ApaI and TaqI polymorphisms in patients with type 2 diabetes mellitus using PCR-RFLP method in a Turkish population. Journal of Diabetes and its Complications 24: 186–191.
Dong L, Shen X, Deng C. 2006. Development of gas chromatography–mass spectrometry following headspace single-drop microextraction and simultaneous derivatization for fast determination of the diabetes biomarker, acetone in human blood samples. Analytica Chimica Acta 569: 91–96.
Dunger DB, Sperling MA, Acerini CL, Bohn DJ, Daneman D, Danne TPA, Glaser NS, Hanas R, Hintz RL, Levitsky LL, Savage MO, Tasker RC, Wolfsdorf JI. 2004. ESPE/LWPES consensus statement on diabetic ketoacidosis in children and adolescents. Archives of Disease in Childhood 89: 188–194.
Eriksson J, Lindström J, Valle T, Aunola S, Hämäläinen H, Ilanne-Parikka P, Keinänen- Kiukaanniemi S, Laakso M, Lauhkonen M, Lehto P, Lehtonen A, Louheranta A,
Mannelin M, Martikkala V, Rastas M, Sundvall J, Turpeinen A, Viljanen T, Uusitupa M,
Tuomilehto J. 1999. Prevention of Type II diabetes in subjects with impaired glucose
tolerance: the Diabetes Prevention Study (DPS) in Finland Study design and 1-year
15
interim report on the feasibility of the lifestyle intervention programme. Diabetologia 42:
793–801.
Floegel A, Stefan N, Yu Z, Mühlenbruch K, Drogan D, Joost HG, Fritsche A, Häring HU, de Angelis MH, Peters A, Roden M, Prehn C, Wang-Sattler R, Illig T, Schulze MB,
Adamski J, Boeing H, Pischon T. 2013. Identification of serum metabolites associated with risk of type 2 diabetes using a targeted metabolomic approach. Diabetes 62: 639–
648.
Galazis N, Afxentiou T, Xenophontos M, Diamanti-Kandarakis E, Atiomo W. 2013.
Mechanisms in endocrinology: Proteomic biomarkers of type 2 diabetes mellitus risk in women with polycystic ovary syndrome. European Journal of Endocrinology 168: R33–
R43.
Gasparini L, Gouras GK, Wang R, Gross RS, Beal MF, Greengard P, Xu H. 2001.
Stimulation of β-amyloid precursor protein trafficking by insulin reduces intraneuronal β- amyloid and requires mitogen-activated protein kinase signaling. The Journal of
Neuroscience 21: 2561–2570.
German DC, Gurnani P, Nandi A, Garner HR, Fisher W, Diaz-Arrastia R, O'Suilleabhain P, Rosenblatt KP. 2007. Serum biomarkers for Alzheimer's disease: Proteomic discovery.
Biomedicine & Pharmacotherapy 61: 383–389.
Gloyn AL, Pearson ER, Antcliff JF, Proks P, Bruining GJ, Slingerland AS, Howard N, Srinivasan S, Silva JMCL, Molnes J, Edghill EL, Frayling TM, Temple K, Mackay D, Shield JPH, Sumnik Z, van Rhijn A, Wales JKH, Clark P, Gorman S, Aisenberg J, Ellard S, Njølstad PR, Ashcroft FM, Hattersley AT. 2004. Activating mutations in the gene encoding the ATP-sensitive potassium-channel subunit Kir6.2 and permanent neonatal diabetes. New England Journal of Medicine 350: 1838–1849.
Greeley SAW, John PM, Winn AN, Ornelas J, Lipton RB, Philipson LH, Bell GI, Huang ES.
2011. The cost-effectiveness of personalized genetic medicine the case of genetic testing in neonatal diabetes. Diabetes Care 34: 622–627.
Herder C, Peltonen M, Koenig W, Sütfels K, Lindström J, Martin S, Ilanne-Parikka P, Eriksson JG, Aunola S, Keinänen-Kiukaanniemi S, Valle TT, Uusitupa M, Kolb H, Tuomilehto J. 2009. Anti-inflammatory effect of lifestyle changes in the Finnish Diabetes Prevention Study. Diabetologia 52: 433–442.
Himsworth HP. 1936. Diabetes mellitus: Its differentiation into insulin-sensitive and insulin- insensitive types. Diabetic Medicine 28: 1440–1444.
James P. 1997. Protein identification in the post-genome era: the rapid rise of proteomics.
Quarterly Reviews of Biophysics 30: 279–331.
Jones MB, Krutzsch H, Shu H, Zhao Y, Liotta LA, Kohn EC, Petricoin EF. 2002. Proteomic analysis and identification of new biomarkers and therapeutic targets for invasive ovarian cancer. Proteomics 2: 76–84.
Kenrick KG, Margolis J. 1970. Isoelectric focusing and gradient gel electrophoresis: A two- dimensional technique. Analytical Biochemistry 33: 204–207.
Kim C, Newton KM, Knopp RH. 2002. Gestational diabetes and the incidence of type 2 diabetes a systematic review. Diabetes Care 25: 1862–1868.
Lang VY, Fatehi M, Light PE. 2012. Pharmacogenomic analysis of ATP-sensitive potassium channels coexpressing the common type 2 diabetes risk variants E23K and S1369A.
Pharmacogenetics and Genomics 22: 206–214.
Langlois MR, Delanghe JR. 1996. Biological and clinical significance of haptoglobin polymorphism in humans. Clinical Chemistry 42: 1589–1600.
Lester-Coll N, Rivera EJ, Soscia SJ, Doiron K, Wands JR, de la Monte SM. 2006.
Intracerebral streptozotocin model of type 3 diabetes: Relevance to sporadic Alzheimer’s
disease. Journal of Alzheimer’s Disease 9: 13–33.
16
Levy AP, Hochberg I, Jablonski K, Resnick HE, Lee ET, Best L, Howard BV. 2002.
Haptoglobin phenotype is an independent risk factor for cardiovascular disease in individuals with diabetes: the strong heart study. Journal of the American College of Cardiology 40: 1984–1990.
Levy AP, Asleh R, Blum S, Levy NS, Miller-Lotan R, Kalet-Litman S, Anbinder Y, Lache O, Nakhoul FM, Asaf R, Farbstein D, Pollak M, Soloveichik YZ, Strauss M, Alshiek J, Livshits A, Schwartz A, Awad H, Jad K, Goldenstein H. 2010. Haptoglobin: Basic and clinical aspects. Antioxidants & Redox Signaling 12: 293–304.
Lindström J, Ilanne-Parikka P, Peltonen M, Aunola S, Eriksson JG, Hemiö K, Hämäläinen H, Härkönen P, Keinänen-Kiukaanniemi S, Laakso M, Louheranta A, Mannelin M, Paturi M, Sundvall J, Valle TT, Uusitupa M, Tuomilehto J. 2011. Sustained reduction in the incidence of type 2 diabetes by lifestyle intervention: follow-up of the Finnish Diabetes Prevention Study. The Lancet 368: 1673–1679.
Meigs JB, Hu FB, Rifai N, Manson JE. 2004. Biomarkers of endothelial dysfunction and risk of type 2 diabetes mellitus. JAMA 291: 1978–1986.
Metzker ML. 2010. Sequencing technologies — the next generation. Nature Reviews Genetics 11: 31–46.
Milman U, Blum S, Shapira C, Aronson D, Miller-Lotan R, Anbinder Y, Alshiek J, Bennett L, Kostenko M, Landau M, Keidar S, Levy Y, Khemlin A, Radan A, Levy AP. 2008.
Vitamin E supplementation reduces cardiovascular events in a subgroup of middle-aged individuals with both type 2 diabetes mellitus and the haptoglobin 2-2 genotype A prospective double-blinded clinical trial. Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology 28: 341–347.
O’Farrell PH. 1975. High resolution two-dimensional electrophoresis of proteins. Journal of Biological Chemistry 250: 4007–4021.
Patterson AD, Bonzo JA, Li F, Krausz KW, Eichler GS, Aslam S, Tigno X, Weinstein JN, Hansen BC, Idle JR, Gonzalez FJ. 2011. Metabolomics reveals attenuation of the
SLC6A20 kidney transporter in nonhuman primate and mouse models of type 2 diabetes mellitus. The Journal of Biological Chemistry 286: 19511–19522.
Pearson ER, Flechtner I, Njølstad PR, Malecki MT, Flanagan SE, Larkin B, Ashcroft FM, Klimes I, Codner E, Iotova V, Slingerland AS, Shield J, Robert JJ, Holst JJ, Clark PM, Ellard S, Søvik O, Polak M, Hattersley AT. 2006. Switching from insulin to oral
sulfonylureas in patients with diabetes due to Kir6.2 mutations. New England Journal of Medicine 355: 467–477.
Proks P, Arnold AL, Bruining J, Girard C, Flanagan SE, Larkin B, Colclough K, Hattersley AT, Ashcroft FM, Ellard S. 2006. A heterozygous activating mutation in the
sulphonylurea receptor SUR1 (ABCC8) causes neonatal diabetes. Human Molecular Genetics 15: 1793–1800.
Qu Y, Adam BL, Yasui Y, Ward MD, Cazares LH, Schellhammer PF, Feng Z, Semmes OJ, Wright Jr GL. 2002. Boosted decision tree analysis of surface-enhanced laser
desorption/ionization mass spectral serum profiles discriminates prostate cancer from noncancer patients. Clinical Chemistry 48: 1835–1843.
Quinn CC, Gruber-Baldini AL, Shardell M, Weed K, Clough SS, Peeples M, Terrin M, Bronich-Hall L, Barr E, Lender D. 2009. Mobile diabetes intervention study: Testing a personalized treatment/behavioral communication intervention for blood glucose control.
Contemporary Clinical Trials 30: 334–346.
Rao PV, Reddy AP, Lu X, Dasari S, Krishnaprasad A, Biggs E, Roberts Jr. CT, Nagalla SR.
2009. Proteomic identification of salivary biomarkers of type-2 diabetes. Journal of
Proteome Research 8: 239–245.
17
van Ravenzwaay B, Cunha GCP, Leibold E, Looser R, Mellert W, Prokoudine A, Walk T, Wiemer J. 2007. The use of metabolomics for the discovery of new biomarkers of effect.
Toxicology Letters 172: 21–28.
Remedi MS, Agapova SE, Vyas AK, Hruz PW, Nichols CG. 2011. Acute sulfonylurea therapy at disease onset can cause permanent remission of KATP-induced diabetes.
Diabetes 60: 2515–2522.
Riveline JP, Rousseau E, Reznik Y, Fetita S, Philippe J, Dechaume A, Hartemann A, Polak M, Petit C, Charpentier G, Gautier JF, Froguel P, Vaxillaire M. 2012. Clinical and metabolic features of adult-onset diabetes caused by ABCC8 mutations. Diabetes Care 35: 248–251.
le Roith D, Taylor SI, Olefsky JM. 2004. Diabetes mellitus: A fundamental and clinical text.
Lippincott-Raven, Philadelphia.
Soggiu A, Piras C, Bonizzi L, Hussein HA, Pisanu S, Roncada P. 2012. A discovery-phase urine proteomics investigation in type 1 diabetes. Acta Diabetologica 49: 453–464.
Suhre K, Meisinger C, Döring A, Altmaier E, Belcredi P, Gieger C, Chang D, Milburn MV, Gall WE, Weinberger KM, Mewes HW, de Angelis MH, Wichmann HE, Kronenberg F, Adamski J, Illig T. 2010. Metabolic footprint of diabetes: A multiplatform metabolomics study in an epidemiological setting. PLoS ONE 5(11): e13953.
doi:10.1371/journal.pone.0013953
Takagi T, Furuta H, Miyawaki M, Nagashima K, Shimada T, Doi A, Matsuno S, Tanaka D, Nishi M, Sasaki H, Inagaki N, Yoshikawa N, Nanjo K, Akamizu T. 2013. Clinical and functional characterization of the Pro1198Leu ABCC8 gene mutation associated with permanent neonatal diabetes mellitus. Journal of Diabetes Investigation 4: 269–273.
Tomita M, Nishioka T. 2005. Metabolomics: The frontier of systems biology. Springer, Tokyo.
Tuomilehto J, Lindström J, Eriksson JG, Valle TT, Hämäläinen H, Ilanne-Parikka P,
Keinänen-Kiukaanniemi S, Laakso M, Louheranta A, Rastas M, Salminen V, Aunola S, Cepaitis Z, Moltchanov V, Hakumäki M, Mannelin M, Martikkala V, Sundvall J, Uusitupa M. 2001. Prevention of type 2 diabetes mellitus by changes in lifestyle among subjects with impaired glucose tolerance. New England Journal of Medicine 344: 1343–
1350.
Vaidya VS, Bonventre JV. 2010. Biomarkers: In medicine, drug discovery, and environmental health. Wiley, Hoboken, N.J.
Wang-Sattler R, Yu Z, Herder C, Messias AC, Floegel A, He Y, Heim K, Campillos M, Holzapfel C, Thorand B, Grallert H, Xu T, Bader E, Huth C, Mittelstrass K, Döring A, Meisinger C, Gieger C, Prehn C, Roemisch-Margl W, Carstensen M, Xie L, Yamanaka- Okumura H, Xing G, Ceglarek U, Thiery J, Giani G, Lickert H, Lin X, Li Y, Boeing H, Joost HG, de Angelis MH, Rathmann W, Suhre K, Prokisch H, Peters A, Meitinger T, Roden M, Wichmann HE, Pischon T, Adamski J, Illig T. 2012. Novel biomarkers for pre- diabetes identified by metabolomics. Molecular Systems Biology
8:615 doi:10.1038/msb.2012.43.
Weston AD, Hood L. 2004. Systems biology, proteomics, and the future of health care:
toward predictive, preventative, and personalized medicine. Journal of Proteome Research 3: 179–196.
Whitlon DS, Sadowski JA, Suttie JW. 1978. Mechanism of coumarin action: significance of vitamin K epoxide reductase inhibition. Biochemistry 17: 1371–1377.
Wilkins MR, Pasquali C, Appel RD, Ou K, Golaz O, Sanchez JC, Yan JX, Gooley AA,
Hughes G, Humphery-Smith I, Williams KL, Hochstrasser DF. 1996. From proteins to
proteomes: Large scale protein identification by two-dimensional electrophoresis and
arnino acid analysis. Nature Biotechnology 14: 61–65.
18
