MEDIZIN: Krankheitsgenen auf der Spur

Die Analyse der menschlichen Erbanlagen ist noch keine Routine. Doch in wenigen Jahren werde sie zum Standard werden, sagt Ernst Hafen von der ETH Zürich. Denn Genomanalysen können Leben retten.

Juliette Irmer
Drucken
Teilen
Der Mensch besitzt rund 23 000 Gene, die Analyse dieses Datensatzes ist eine grosse Herausforderung. (Bild: Getty)

Der Mensch besitzt rund 23 000 Gene, die Analyse dieses Datensatzes ist eine grosse Herausforderung. (Bild: Getty)

Juliette Irmer

focus

@tagblatt.ch

Mit elf Jahren entwickelte Alexis Berry, heute 17, einen derart starken Husten, das sie sich immer wieder übergeben musste und kaum noch atmen konnte. Seit ihrer Geburt litten das Mädchen wie auch ihr Zwillingsbruder an Bewegungsstörungen und Atemproblemen. Beide hatten unzählige Arztbesuche hinter sich. Was ihnen genau fehlte, wusste niemand. 2010 brachte eine Genomanalyse die lang ersehnte Diagnose: Aufgrund einer Genveränderung fehlt den Zwillingen ein Enzym, das bei der Bildung der Neurotransmitter Dopamin und Serotonin eine Rolle spielt. Seit sie diese täglich einnehmen, führen sie ein normales Leben und treiben Sport.

Vor sieben Jahren waren Genomanalysen zu Diagnosezwecken noch recht exotisch. Heute setzen Ärzte verschiedene Subtypen ein: Bei der Exom-Sequenzierung etwa erforscht man alle rund 23000 Gene des Menschen. Die Methode kommt bei Krebs und bei seltenen Erkrankungen, wie der der Berry-Zwillinge, zum Einsatz. «Zeigt ein Kind oder auch ein Erwachsener Symptome, die auf eine genetische Ursache hindeuten, aber nicht genau klar ist, welches Gen die Ursache ist oder mehrere oder viele Gene als Ursache in Frage kommen, setzen wir die Methode ein», sagt Anita Rauch, Direktorin für medizinische Genetik an der Universität Zürich.

Über 7000 verschiedene Krankheiten sind als selten eingestuft. Häufig sind Betroffene von Geburt an beeinträchtigt. Manchmal leiden nur eine Handvoll Menschen weltweit an der gleichen Erkrankung, was dazu führt, dass die Betroffenen oft viele Jahre brauchen, bis sie erfahren, woran sie tatsächlich leiden – wenn sie es denn je herausfinden. Eine Exom-Sequenzierung kann Klarheit bringen, denn in 80 Prozent der Fälle ist ein einzelnes Gen verändert.

Eine Blutprobe reicht aus

Für die Untersuchung reicht eine Blutprobe aus: Genetiker extrahieren das Erbgut, reichern die gewünschten Abschnitte an und entschlüsseln die genetische Information innert Tagen: Rund 1000 Euro kostet eine Exom-Sequenzierung heute zuzüglich Personalkosten. Zum Vergleich: Die vollständige Sequenzierung des ersten menschlichen Genoms – 2003 veröffentlicht – verschlang drei Milliarden Euro und dauerte 13 Jahre. «Die Fortschritte der vergangenen zehn Jahre waren nicht vorstellbar», bringt es Olaf Riess, Präsident der Europäischen Gesellschaft für Humangenetik, auf den Punkt.

Die anschliessende Analyse der etwa 23000 Gene ist allerdings noch eine grosse Herausforderung: Humangenetiker vergleichen dazu die entschlüsselten DNA-Abschnitte mit den entsprechenden Abschnitten eines gesunden Referenzgenoms, um Veränderungen aufzuspüren. «Da jeder Mensch Hunderte von seltenen Genvarianten aufweist, ist die Interpretation der Exom-Daten nicht einfach und erfordert viel Erfahrung. Manchmal bleiben Varianten übrig, die nie zuvor beschrieben wurden und von denen wir nicht wissen, ob sie krankheitsverursachend sind oder nicht», sagt Rauch.

Findet man die Ursache, gibt es nur selten eine Therapie. Doch für Betroffene ist es oft schon eine Erleichterung, die Ursache zu kennen. Wenn man weiss, woran man leidet, kann man nach Experten suchen und vor allem: sich mit anderen Betroffenen austauschen. «Es gibt Facebookgruppen, die nach Gennamen benannt sind», sagt Christoph Bock vom CeMM Forschungszentrum für Molekulare Medizin in Wien. Und wenn es sich um neu auftretende Mutationen, also DNA-Veränderungen, handelt, nimmt es manchen Eltern die möglicherweise vorhandenen Schuldgefühle und erleichtert ihnen die Entscheidung für oder auch gegen ein weiteres Kind.

Allerdings beschert die Methode nicht allen Patienten eine Diagnose: Mehrere Studien zeigen eine Erfolgsrate von bis zu 31 Prozent – vorausgesetzt, dass die Exome von Vater, Mutter und Kind sequenziert werden, was die Auswertung vereinfacht. Experten gehen allerdings davon aus, dass die Rate sich in Zukunft verbessern wird: «Pro Woche werden zehn neue Krankheitsgene entdeckt», sagt Riess.

Bei Krebs stehen Therapieentscheidungen im Vordergrund. Dazu sequenziert man das Tumorgewebe und vergleicht es mit dem gesunden Gewebe des Patienten, um die krankheitsauslösenden Mutationen aufzuspüren. Denn heute weiss man: Kein Tumor gleicht dem anderen und Patienten sprechen – je nach zugrunde liegender Mutation – unterschiedlich auf Therapien an. «Eine zielgerichtete Therapie erspart dem Patienten unnötige Belastungen und dem Gesundheitssystem Kosten: Eine Exom-Sequenzierung ist günstiger als eine wirkungslose Chemotherapie oder Bestrahlung», sagt Bock, der sich solche Analysen für alle vorstellen kann: «Jeder würde davon profitieren. Beispielsweise würde man nur Medikamente erhalten, die man auch verträgt.»

Vorteile für Gesundheit und Prävention sind gross

Bis Exom-Sequenzierungen so alltäglich werden wie eine Blutuntersuchung, dauert es noch. Weltweit müssen zunächst gültige Standards für die Auswertung festgelegt und Datenbanken aufgebaut werden. Dennoch ist Ernst Hafen vom Institut für molekulare Systembiologie der ETH Zürich überzeugt: «Die Exom-Sequenzierung ist nur ein Zwischenschritt. Die Vorteile für die Gesundheit und die Prävention sind so gross, dass in wenigen Jahren Whole-Genome-Analysen, also die Sequenzierung des vollständigen Genoms, Standard sein werden.»

Aktuelle Nachrichten