Welches Gen ist verantwortlich?
Welches Gen ist für welche Krankheit verantwortlich
Welches Gen ist für die Erkrankung verantwortlich?
Ein Kind wird mit einer derzeit nicht heilbaren, genetisch bedingten Erkrankung geboren. Um eine spezifische Behandlung oder ein Mittel zur Verhinderung der Erkrankung bei anderen Kindern zu finden, muss die Ursache, ein verändertes Gen, gefunden werden.
Verschiedene Hinweise, wie z.B. das im Mikroskop sichtbare Fehlen eines Stückes in einem Chromosom, können die ungefähre Lage des Gens auf dem Chromosom verraten. Wenn es keine solche Hinweise gibt, suchen Wissenschaftler nach „Markern“ der Erkrankung, indem sie bestimmte Abschnitte der DNA des erkrankten Kindes mit der seiner Eltern, Verwandten und Mitgliedern anderer Familien vergleichen. Solche Marker, die gehäuft zusammen mit der Erkrankung weitergegeben werden, können durch die Identifizierung ihrer Lage Aufschluss darüber geben, auf welchem Chromosom das veränderte Gen liegt. Auf diese Art kann nach und nach die Lage eines Gens zwischen zwei bekannten Markern bestimmt werden.
Das Ergebnis: Die Lage des veränderten Gens kann identifiziert werden, indem die Vererbung der Marker in der betroffenen Familie verfolgt wird. Dabei können auch gesunde Träger des veränderten Gens diagnostiziert werden, was für Ehepaare mit Kinderwunsch wichtig sein kann, um das Risiko weiterer betroffener Nachkommen abzuschätzen. In der hier gezeigten Familie tritt eine rezessive Erkrankung auf, d.h. die Krankheit bricht nur aus, wenn ein Kind das veränderte Gen von beiden Elternteilen erhält.
Diese Marker können dazu benutzt werden, überlappende Teilstücke der DNA, die den Bereich zwischen den begrenzenden genetischen Markern repräsentieren, zu isolieren. Eines dieser Teilstücke muss das veränderte Gen enthalten.
Nachdem das veränderte Gen eingekreist ist, wird jeder DNA-Abschnitt genau untersucht: Unterscheidet es sich von der DNA eines Menschen, der diese Erkrankung nicht hat? Schließlich kann so das verantwortliche Gen gefunden und die Veränderung in seiner Basenabfolge bestimmt werden. Der häufigste Defekt im Gen für die Mukoviszidose ist das Fehlen von drei von insgesamt über 250.000 DNA-Basen.
Ergebnis: Patienten können direkt auf die Erkrankung getestet werden. Auch gesunde Träger des veränderten Gens können diagnostiziert werden, was in betroffenen Familien wichtig für die Risikoabschätzung ist. Für die Entwicklung neuer Behandlungsmethoden können Krankheitsprozesse in Zellkulturen oder an Tieren studiert werden.
Für welches Protein kodiert es?
Wenn die Basenabfolge des Gens bekannt ist, kann über den genetischen Kode die Zusammensetzung des Proteins bestimmt werden. Das genaue Studium des Proteins kann dann seine normale Funktion aufklären. Die Zehntausende von Proteinen des Körpers haben alle verschieden Formen und Funktionen, abhängig von ihrem Bauplan, der wiederum in den Genen festgelegt ist.
Produziert das veränderte Gen des erkrankten Kindes zu wenig Protein, ein defektes Protein oder aber überhaupt kein Protein? Wir können lernen, wie die Veränderung im Protein zu der Erkrankung führen kann.
Ergebnis: Sowie der Mechanismus, der zur Erkrankung führt, verstanden ist, kann an neue Ansätze zur Behandlung – gerichtet entweder auf das Protein oder das Gen – gedacht werden. Das Verständnis auch relativ seltener genetisch bedingter Erkrankungen kann – wie schon oft geschehen – wichtige Einblicke in häufig vorkommende oder komplexe Erkrankungen liefern.
Kann das Protein oder das Gen ersetzt werden?
Um eine genetische Veränderung auszugleichen, kann versucht werden, das fehlende oder nicht funktionsfähige Protein durch ein Medikament oder das normale Protein zu ersetzten. Dies geschieht schon seit langer Zeit mit großem Erfolg z.B. mit Insulin bei bestimmten Formen von Diabetes mellitus, mit dem Blutgerinnungsfaktor VIII bei bestimmten Bluterkrankheiten oder mit Erythropoietin bei Blutarmut.
Eine weitere Option bietet künftig die Gentherapie. Mithilfe eines Virus, in das ein funktionstüchtiges Gen eingesetzt wurde, kann dieses in die betroffenen Körperzellen eingeschleust werden. Auch an Methoden, die ohne Viren auskommen, z.B. der direkten Injektion von DNA in die Zellen oder der Übertragung von DNA über feinste Fetttröpfchen wird gearbeitet. Methoden, die in Zellkultur erfolgreich angewendet wurden, werden zunächst auf Tiere und dann erst auf Menschen im Rahmen einer streng kontrollierten klinischen Prüfung übertragen. Zum Beispiel können die Knochenmarkszellen eines Patienten isoliert, mit der korrekten Version eines Gens behandelt und anschließend dem Patienten zurückgegeben werden.
Ergebnis: Für manche genetisch bedingte Erkrankungen werden sich Behandlungsmöglichkeiten entwickeln lassen. Menschen werden jedoch immer genetische Veränderungen in sich tragen, es gibt keine genetisch „perfekten“ Menschen.
In Zukunft werden Vorbeugungsprogramme, frühzeitiges Erkennen einer Erkrankung und verbesserte Behandlungsmöglichkeiten die Leiden, die durch genetische Erkrankungen verursacht werden, erheblich verringern können. So kann erreicht werden, dass auch Menschen mit genetisch bedingten Erkrankungen oder Prädispositionen für solche Leiden eine unbeschwerte Lebensperspektive erhalten.