Neuartige analytische Ansätze für die Quantifizierung niedrigabundanter,
dynamischer Metaboliten des Vitamin-D-Stoffwechsels

Das Ziel des Folgeantrags ist die Entwicklung neuartiger massenspektrometrischer (MS) Verfahren zur detaillierten Metabolom-Analyse von Vitamin D. Vitamin D beschreibt eine Gruppe von Secosteroiden, von denen Vitamin D3 der wichtigste bioaktive Vertreter ist. Vitamin D-Mangel spielt bei Knochenerkrankungen eine wichtige Rolle, wird aber zunehmend auch mit anderen Krankheiten wie z.B. Krebs und chronischen Lebererkrankungen in Verbindung gebracht. Für die Bestimmung von Vitamin D gibt es zahlreiche klinische Assays, die aber im Hinblick auf Empfindlichkeit und Genauigkeit Schwächen aufweisen. Heute setzt man daher zunehmend LC-MS/MS-Methoden ein, da diese Techniken zum einen unterschiedliche Vitamin D-Spezies unterscheiden können, und zum anderen höhere Empfindlichkeit und Selektivität liefern. Die Messungen erfordern jedoch erhebliche Erfahrung, um die zahlreichen Fehlermöglichkeiten und inhärenten Schwächen der Technik zu erkennen. Wir haben im Rahmen der ersten Förderphase neue Analysetechniken entwickelt, die gezielt auf die wichtigsten Schwachstellen eingehen und diese umgehen oder beseitigen. Daneben haben wir chemische Markierungswerkzeuge zur Erhöhung von Empfindlichkeit und Selektivität entwickelt, die es uns erlaubten, zahlreiche Metaboliten des Vitamin D quantitativ im Serum von Patienten zu erfassen. Daneben haben wir ein neues Kalibrierungsmodell für die Trockenblutanalyse von Vitamin D entwickelt und erstmals die schnelle MALDI-MS zur quantitativen Analyse des Vitamin D-Statusmarker eingesetzt. Im Rahmen des Fortsetzungsantrags werden wir neue MS-Techniken entwickeln, die viel weiter in das Vitamin D-Metabolom eindringen können und sich gezielt mit der Entdeckung und der Quantifizierung sehr niedrigabundanter, dynamischer Metaboliten des Vitamin D beschäftigen
werden. Viele dieser Transformationsprodukte ließen sich bisher in Humanproben nicht oder nur schwer nachweisen, da keine Techniken mit ausreichender Sensitivität zur Verfügung stehern. Sie sind teilweise aber in Mikrosomenstudien erzeugt bzw. über das Wirkspektrum Vitamin D-aktiver Enzyme postuliert worden. Daneben wollen wir den parallelen Epimer-Metabolisierungsweg von Vitamin D erstmals genauer mit LC-MS/MS Methoden untersuchen, sowie völlig neue Methoden für die Bestimmung des freien Vitamin D und der verschiedenen Proteinbindungsformen untersuchen. Wir schlagen die sog. Membraneinlaß-MS für diesen Zweck vor sowie die Trennung der Spezies mittels „Turbulent Flow“ Säulen. Ein weiteres Ziel dieses Forschungsvorhabens ist die Ermittlung des diagnostischen Potentials der metabolischen Fingerabdrücke von Vitamin D aus Verlaufsmessungen klinischen Studien. So soll u.a. ein statistisches Modell für das Ansprechverhalten von Patienten auf Vitamin D Supplementation nach Einmaldosis von Cholecalciferol aus den gemessenen metabolischen Daten konstruiert werden, welches Dosisvorschläge zum Erreichen einer Zielkonzentration des Vitamin D-Statusmarkers im Blut ermöglicht.

Projektleitung
Volmer, Dietrich Prof. Dr. (Details) (Angewandte Analytik und Umweltchemie)

Beteiligte Organisationseinheiten der HU

Laufzeit
Projektstart: 06/2019
Projektende: 05/2022

Zuletzt aktualisiert 2021-04-01 um 17:49