Proteomic and Metabolomic Signatures in Prediabetes Progressing to Diabetes or Reversing to Normoglycemia Within 1 Year

Publikation: Beitrag in FachzeitschriftForschungsartikelBeigetragenBegutachtung

Beitragende

  • Marko Barovic - , Institut für Klinische Chemie und Laboratoriumsmedizin (Autor:in)
  • Joke Johanna Hahn - , Medizinische Klinik und Poliklinik III, Deutsches Zentrum für Diabetesforschung (DZD) e.V., Paul Langerhans Institut Dresden (PLID) des Helmholtz Zentrum München (Autor:in)
  • Annett Heinrich - , Medizinische Klinik und Poliklinik III, Deutsches Zentrum für Diabetesforschung (DZD) e.V., Paul Langerhans Institut Dresden (PLID) des Helmholtz Zentrum München (Autor:in)
  • Trishla Adhikari - , Medizinische Klinik und Poliklinik III, Deutsches Zentrum für Diabetesforschung (DZD) e.V., Paul Langerhans Institut Dresden (PLID) des Helmholtz Zentrum München (Autor:in)
  • Peter Schwarz - , Medizinische Klinik und Poliklinik III, Deutsches Zentrum für Diabetesforschung (DZD) e.V., Paul Langerhans Institut Dresden (PLID) des Helmholtz Zentrum München (Autor:in)
  • Peter Mirtschink - , Institut für Klinische Chemie und Laboratoriumsmedizin, Nationales Centrum für Tumorerkrankungen Dresden (Autor:in)
  • Alexander Funk - , Institut für Klinische Chemie und Laboratoriumsmedizin, Nationales Centrum für Tumorerkrankungen Dresden (Autor:in)
  • Stefan Kabisch - , Charité – Universitätsmedizin Berlin (Autor:in)
  • Andreas F H Pfeiffer - , Deutsches Institut fur Ernahrungsforschung Potsdam-Rehbrucke (DIfE) (Autor:in)
  • Matthias Blüher - , Universität Leipzig (Autor:in)
  • Jochen Seissler - , Klinikum der Ludwig-Maximilians-Universität (LMU) München (Autor:in)
  • Norbert Stefan - , Helmholtz Zentrum München - Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt, Eberhard Karls Universität Tübingen (Autor:in)
  • Robert Wagner - , Deutsche Diabetes-Zentrum (DDZ) - Leibniz-Zentrum für Diabetes-Forschung (Autor:in)
  • Andreas Fritsche - , Helmholtz Zentrum München - Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt, Eberhard Karls Universität Tübingen (Autor:in)
  • Reiner Jumpertz von Schwartzenberg - , Helmholtz Zentrum München - Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt, Eberhard Karls Universität Tübingen (Autor:in)
  • Sarantis Chlamydas - , Olink Inc. (Autor:in)
  • Hani Harb - , Institut für Medizinische Mikrobiologie und Virologie (Autor:in)
  • Christos S Mantzoros - , VA Boston Healthcare System (Autor:in)
  • Triantafyllos Chavakis - , Institut für Klinische Chemie und Laboratoriumsmedizin, Nationales Centrum für Tumorerkrankungen Dresden, Deutsches Zentrum für Diabetesforschung (DZD) e.V., Paul Langerhans Institut Dresden (PLID) des Helmholtz Zentrum München (Autor:in)
  • Annette Schürmann - , Deutsches Institut fur Ernahrungsforschung Potsdam-Rehbrucke (DIfE) (Autor:in)
  • Andreas L Birkenfeld - , Deutsches Zentrum für Diabetesforschung (DZD) e.V., Eberhard Karls Universität Tübingen (Autor:in)
  • Michael Roden - , Deutsche Diabetes-Zentrum (DDZ) - Leibniz-Zentrum für Diabetes-Forschung (Autor:in)
  • Michele Solimena - , Deutsches Zentrum für Diabetesforschung (DZD) e.V., Paul Langerhans Institut Dresden (PLID) des Helmholtz Zentrum München (Autor:in)
  • Stefan R Bornstein - , Medizinische Klinik und Poliklinik III, Deutsches Zentrum für Diabetesforschung (DZD) e.V., King's College London (KCL), Paul Langerhans Institut Dresden (PLID) des Helmholtz Zentrum München (Autor:in)
  • Nikolaos Perakakis - , Medizinische Klinik und Poliklinik III, Deutsches Zentrum für Diabetesforschung (DZD) e.V., Paul Langerhans Institut Dresden (PLID) des Helmholtz Zentrum München (Autor:in)

Abstract

OBJECTIVE: Progression of prediabetes to type 2 diabetes has been associated with β-cell dysfunction, whereas its remission to normoglycemia has been related to improvement of insulin sensitivity. To understand the mechanisms and identify potential biomarkers related to prediabetes trajectories, we compared the proteomics and metabolomics profile of people with prediabetes progressing to diabetes or reversing to normoglycemia within 1 year.

RESEARCH DESIGN AND METHODS: The fasting plasma concentrations of 1,389 proteins and the fasting, 30-min, and 120-min post-oral glucose tolerance test (OGTT) plasma concentrations of 152 metabolites were measured in up to 134 individuals with new-onset diabetes, prediabetes, or normal glucose tolerance. For 108 participants, the analysis was repeated with samples from 1 year before, when all had prediabetes.

RESULTS: The plasma concentrations of 14 proteins were higher in diabetes compared with normoglycemia in a population with prediabetes 1 year before, and they correlated with indices of insulin sensitivity. Higher levels of dicarbonyl/L-xylulose reductase and glutathione S-transferase A3 in the prediabetic state were associated with an increased risk of diabetes 1 year later. Pathway analysis pointed toward differences in immune response between diabetes and normoglycemia that were already recognizable in the prediabetic state 1 year prior at baseline. The area under the curve during OGTT of the concentrations of IDL particles, IDL apolipoprotein B, and IDL cholesterol was higher in new-onset diabetes compared with normoglycemia. The concentration of glutamate increased in prediabetes progressing to diabetes.

CONCLUSIONS: We identify new candidates associated with the progression of prediabetes to diabetes or its remission to normoglycemia. Pathways regulating the immune response are related to prediabetes trajectories.

Details

OriginalspracheEnglisch
Seiten (von - bis)405–415
Seitenumfang11
FachzeitschriftDiabetes care
Jahrgang48
Ausgabenummer3
Frühes Online-Datum2 Jan. 2025
PublikationsstatusVeröffentlicht - 1 März 2025
Peer-Review-StatusJa

Externe IDs

ORCID /0000-0001-8218-2538/work/176862798
unpaywall 10.2337/dc24-1412
Scopus 85219498548

Schlagworte

Ziele für nachhaltige Entwicklung

Schlagwörter

  • Metabolomics, Diabetes Mellitus, Type 2/blood, Glucose Tolerance Test, Humans, Middle Aged, Blood Glucose/metabolism, Male, Prediabetic State/blood, Disease Progression, Proteomics, Female, Adult, Aged