Large-scale imaging studies of associations and causality of body composition in relation to type 2 diabetes

"Omics" av helkroppsbilder för en mer heltäckande bild av diabetes

Typ 2-diabetes mellitus (T2DM) är en sjukdom där blodet har förhöjda nivåer av glukos och där kroppens celler samtidigt riskerar att inte kunna ta upp tillräckligt med glukos från blodet. Problemen uppstår när våra kroppar inte tillverkar tillräckligt med insulin eller kan använda insulinet på ett bra sätt. Långsiktigt kan detta bland annat leda till hjärtsjukdomar, stroke, nervskador, njursjukdomar, fotproblem, ögonsjukdomar, och tandproblem. Omkring 537 miljoner vuxna (åldrarna 20–79 år) runt om i världen hade år 2021 T2DM. Sjukdomen uppskattas ha orsakat minst 6,7 miljoner dödsfall och minst 960 miljarder dollar i relaterade kostnader. Ingen vet exakt varför människor får T2DM, men övervikt eller fetma verkar vara en viktig orsak. Att vara överviktig eller fet innebär att man väger mer än vad som är hälsosamt för sin längd. Body mass index (BMI) är ett screeningverktyg för övervikt och fetma, men det ger inte ett exakt mått på fettmängden i kroppen eftersom det inte tar hänsyn till hur mycket fett en person har jämfört med tex hur mycket muskler och skelett/ben personen har. Mängden fett, ben och muskler i våra kroppar kallas för vår kroppssammansättning. Det är viktigt att skilja de olika vävnaderna åt till exempel eftersom någon med samma vikt och längd kan ha väldigt olika fördelning mellan tex fett och muskler. Fett i olika delar av kroppen kan dessutom vara förenat med olika risk. Detaljerade mätningar kan därför, bland annat, på ett bättre sätt än BMI förutspå om någon kommer att drabbas av T2DM.

Magnetisk resonanstomografi (MRT) är idag den metod som ger bäst möjlighet att detaljrikt studera en persons kroppssammansättning. Med MRT kan man samla in detaljerade bilder av våra organ och vävnader genom att använda ett magnetfält och radiovågor. MRT avbildar skivor av kroppen vilka läggs ihop till 3-dimensionella (3D) bilder. 3D-bilderna består av små kuber av vävnad som kallas "voxlar". Bildregistrering är en metod som kan användas för att deformera och jämföra information från flera bilder. Imiomics (imaging omics), som skapats av forskare vid Uppsala universitet, är ett bildanalyskoncept för automatiserad analys av helkropps-MRT-bilder. Konceptet använder en automatiserad bildregistreringsprocess som möjliggör storskalig sammanslagning av MRT-data med andra data för detaljerade studier av kroppssammansättning. Ordet "omics" kommer från det grekiska ordet "ome", som betyder "grupp" eller "helhet". Med olika ”omics”-studier försöker man ge helhetsbild av biologiska system genom att studera olika aspekter av dess komponenter.

Vi kommer i detta projekt med hjälp av bland annat Imiomics-analyser studera hur kroppssammansättningen skiljer mellan personer som drabbats av T2DM och de som inte har det. Vi kommer också på ett väldigt detaljerat sätt undersöka hur kroppssammansättning är kopplat till olika mätningar som visar hur personer med och utan T2DM använder glukos i blodet. Vi kommer att på ett detaljerat sätt studera gener som orsakar T2DM och gener från proteiner kopplade till T2DM kopplas till varje MRT-voxel genom att göra 3D-kartor över hela kroppen. Vi kommer att göra genomomfattande associationsstudier (GWAS) för olika explicita mätningar av kroppssammansättning från MRT-bilder och för alla voxlar i 3D MR-bilderna av hela kroppen. GWAS är ett sätt att leta efter små förändringar i arvsmassan hos många människor. Single nucleotide polymorphisms (SNP) är namnet på dessa typer av förändringar. Varje studie kan studera och identifiera ett mycket stort antal SNP:ar samtidigt. Forskare kan sedan hitta SNP:ar som är vanligare hos personer som har en viss sjukdom än hos personer som inte har den sjukdomen. Dessa SNP:ar tros vara kopplade till sjukdomen, och de kan hjälpa forskare att hitta gener som är viktiga för sjukdomen. Vi kommer även använda metoden Mendelsk randomisering (MendR) för att ta reda på hur kroppssammansättningen orsakar T2DM genom att undersöka hur gener varierar. MendR bygger på tanken att genetiska skillnader ska påverka sjukdomsrisken och i detta projekt kommer tekniken användas för att på ett detaljerat sätt studera hur våra kroppars sammansättning kan orsaka T2DM.