Ny studie visar hur digitala och molekylära data kan integreras för att förebygga ohälsa
En kombination av digitala verktyg, klassiska laboratorietester och nya biomolekylära mätningar kan användas för att analysera hur livsstilsförändringar påverkar den enskilda individens hälsa med målet att kunna förebygga ohälsa. Det visar en ny studie från Karolinska Institutet och Helsingfors universitet som publicerats i tidskriften Cell Systems. Forskarna demonstrerar hur en sådan proaktiv vårdmodell skulle kunna se ut och hur den kan tillämpas för att vi ska hålla oss friska.
Med utvecklingen av sensorer, appar och andra digitala alternativ för hälsoövervakning ökar individens möjligheter att själv arbeta proaktivt för bättre hälsa och välbefinnande. Samtidigt möjliggör mätning av många olika biomolekylära variabler (så kallad multiomik) en djup och omfattande profilering av människans biologi.
– I stället för att fokusera på behandling av de senare sjukdomsstadierna, skulle framtidens hälso- och sjukvård kunna fokusera på mer proaktiva och individanpassade ingripanden samt på tidig upptäckt av sjukdomar. Det kan låta lite futuristiskt, men de tekniska förutsättningarna finns redan på plats, säger studiens försteförfattare Francesco Marabita, forskare vid SciLifeLab och institutionen för onkologi-patologi vid Karolinska Institutet.
Utforskar framtida angreppssätt
Projektet Digital Health Revolution (DHR) är en multicenterstudie som initierades för några år sedan av forskare vid bland annat Institute for Molecular Medicine Finland (FIMM) på Helsingfors universitet med målet att utforska och utvärdera framtida angreppssätt inom hälso- och sjukvården.
Studien sträckte sig över 16 månader och omfattade 96 personer mellan 25–59 år som var inskrivna vid en företagshälsovårdscentral i Helsingfors, Finland. Ingen hade några kända, allvarliga sjukdomar, men några av deltagarna hade riskfaktorer som högt blodtryck, förhöjda blodsockervärden eller fetma.
Den molekylära profileringen gjordes i samarbete med forskare från Karolinska Institutet och SciLifeLab. Förutom omfattande multiomik-analyser inkluderade den upprepade datainsamlingen webbaserade frågeformulär, kliniska laboratoriemätningar i blodprover, analys av tarmflorans mikrobiom samt aktivitets- och sömndata med hjälp av en smartklocka.
Motivera livsstilsförändringar
Forskarna samlade in över 20 000 biologiska prover och drygt 53 miljoner primära datapunkter för 558 032 distinkta egenskaper. Förutom hälsoundersökningar och digitala hälsomätningar fick alla deltagare regelbunden handledning, för att stödja och motivera livsstilsförändringar inom kost, motion, stress och psykiskt välbefinnande.
Ett webbaserat användargränssnitt och en smartklocka gav deltagarna den typ av hälsodata de behövde för att påverka sin egen hälsa, till exempel genetiska riskpoäng, blodfetter, BMI och fysisk aktivitetsnivå. Tolkningen av hälsodata underlättades av en läkare knuten till studien, och personliga coacher gav kontinuerlig vägledning både digitalt och via personlig kontakt. I slutet av studien rapporterade 86 procent positiva livsstilsförändringar i form av kost, motion, sömn och dryckes- och rökvanor. Deltagarnas uppfattning om förbättrad hälsa bekräftades av de bioinformatiska analyserna av molekylära variabler.
Resultaten visade nya och tidigare okända samband mellan hälsomässiga risker och molekylära faktorer kopplade till fetma, diabetes, leverfunktion, immunitet, och hormoner. Forskarna fann till exempel att syntetiskt östrogen (etinylestradiol) har en bred och unik effekt på metaboliter, proteiner och fysiologi.
– Vår studie ger en ökad förståelse för mänsklig biologi och hälsa över tid och verkar bekräfta möjligheterna med ett datadrivet, individualiserat tillvägagångssätt för att motivera och övervaka effekterna av livsstilsförändringar och proaktivt hälsoarbete, säger Francesco Marabita.
Övergång från hälsa till sjukdom
Metoden är generellt applicerbar för att förstå övergångar från hälsa till sjukdom. Studien fokuserade inte på någon särskild sjukdom, riskgrupp, interventionstyp eller biomarkör.
– Ur ett vårdperspektiv skulle man i framtiden kunna fokusera på till exempel personer med hög risk för diabetes eller hjärt-kärlsjukdom. Kostnaden för den molekylära profileringen är nu den största kliniska utmaningen för storskalig implementering. Precis som för sekvensering av människans arvsmassa kan kostnaderna för avancerad laboratorieteknik kraftigt minska över tid. Denna studie visar att konceptet fungerar och kan ses som en förberedelse inför framtida implementering av datadrivna metoder inom hälso- och sjukvården, säger Francesco Marabita.
Studien finansierades av Academy of Finland, Tekes/Business Finland, Sigrid Jusélius Stiftelse, Knut och Alice Wallenbergs Stiftelse.
Publikation
”Multiomics and digital monitoring during lifestyle changes reveal independent dimensions of human biology and health”, Francesco Marabita, Tojo James, Anu Karhu, Heidi Virtanen, Kaisa Kettunen, Hans Stenlund, Fredrik Boulund, Cecilia Hellström, Maja Neiman, Robert Mills, Teemu Perheentupa, Hannele Laivuori, Pyry Helkkula, Myles Byrne, Ilkka Jokinen, Harri Honko, Antti Kallonen, Miikka Ermes, Heidi Similä, Mikko Lindholm, Elisabeth Widen, Samuli Ripatti, Maritta Perälä-Heape, Lars Engstrand, Peter Nilsson, Thomas Moritz, Timo Miettinen, Riitta Sallinen, Olli Kallioniemi. Cell Systems, 1 december 2021, doi: 10.1016/j.cels.2021.11.001.