Gesundheit: Erbgut-Orakel für jedermann

Ob Fußballexperten oder Wirtschaftsweise, Analysten oder Astrologen – es gibt viele selbst ernannte Propheten, die sich bis auf die Knochen blamiert haben bei dem Versuch, künftige Entwicklungen vorherzusagen. Für James Watson jedoch waren diese Flops kein Grund zur Bescheidenheit. „Wir glaubten, unsere Zukunft läge in den Sternen. Jetzt wissen wir, dass sie in unseren Genen liegt“, tönte Watson einige Jahre nachdem er zusammen mit Francis Crick die Struktur der Erbsubstanz DNS aufgeklärt hatte.

Als Nobelpreisträger und geistiger Vater des Humangenomprojekts hat Watson seine Äußerung zwar später wieder abgeschwächt und auf die immense Bedeutung von Erziehung und anderen Umweltfaktoren hingewiesen, die die Entwicklung eines jeden Menschen stark beeinflussen. Bei einer stetig zunehmenden Zahl von Erkrankungen können Wissenschaftler heute aber tatsächlich anhand des Erbmaterials immer genauere Vorhersagen über den weiteren Verlauf abgeben.

Ein Beispiel ist der Veitstanz (Chorea Huntington). Die noch immer unheilbare Nervenerkrankung beginnt meist im vierten Lebensjahrzehnt mit ruckartigen, unwillkürlichen Körperbewegungen und endet nach etwa 15 Jahren geistigen und körperlichen Verfalls. Schon vor der Geburt kann man mit einem Gentest feststellen, wie viele Wiederholungen der Erbgutsequenz CAG im Huntington-Gen des Fötus aufeinander folgen.

Sind es weniger als 30, ist alles in Ordnung. Mehr als 37 Wiederholungen der CAG-Sequenz aber bedeuten, dass die Krankheit mit Sicherheit ausbrechen wird, falls die Mutter das Kind austrägt und nicht bald eine wirksame Therapie gefunden wird. Niemand weiß, wie viele äußerlich gesunde Menschen diesen Gentest gemacht haben – etwa weil ein Elternteil erkrankte. Die psychische Belastung, die solch ein negatives „Genurteil“ bedeuten muss, ist aber leicht nachvollziehbar. Auch bei der Lungenkrankheit Mukoviszidose und der Bluterkrankheit führen Genschäden mit fast hundertprozentiger Sicherheit zum Ausbruch des Leidens.

Inzwischen wurden weit über 10 000 schädliche Genveränderungen (Mutationen), mit – meist seltenen – Krankheiten in Verbindung gebracht. Hinzu kommen nochmals Tausende von Varianten einzelner Erbanlagen, die die Wahrscheinlichkeit einer Erkrankung deutlich erhöhen oder verringern. So haben Menschen mit der Genvariante ApoE4 gegenüber der Gesamtbevölkerung ein um 40 Prozent höheres Risiko, an Alzheimer zu erkranken, während eine andere Variante (ApoE2) das Risiko halbiert.

Der Nutzen dieser Datenflut, etwa für eine übergewichtige, zuckerkranke Patientin oder ihren, durch Kettenrauchen und Bluthochdruck von Herzinfarkt bedrohten Mann, ist derzeit aber kaum zu fassen. Das liegt weniger daran, dass den Hausärzten technische Voraussetzungen, Zeit oder Fachkenntnisse zur Interpretation von Gendaten fehlen.

Das Nadelöhr liegt woanders: „Gemessen an der Gesamtzahl aller Patienten lassen sich nur relativ wenige Krankheiten auf ein einzelnes Gen zurückführen“, erklärt Siegfried Throm vom Verband forschender Arzneimittelhersteller (VfA). So sind schätzungsweise mindestens 100 verschiedene Gene an der Gewichtsregulation beteiligt. Jeweils Dutzende von Erbanlagen beeinflussen die Anfälligkeit für Schlaganfälle, Rheuma oder Arthrose, und auch den meisten Krebserkrankungen geht die Beschädigung mindestens einer Hand voll Schutz- und Wächtergene voraus. Gerade bei großen Volkskrankheiten, die zu einem erheblichen Teil durch ungesunde, bewegungsarme Lebensweise bedingt sind, wird es – Gendaten hin, neue Arzneimittel her – ohne Eigeninitiative nicht gehen, warnt Pharmavertreter Throm vor überzogenen Erwartungen an seine Branche.

Daran dürfte sich auch nichts Grundlegendes ändern, wenn in voraussichtlich etwa zehn Jahren das 1000-Dollar-Genom Wirklichkeit werden sollte, was viele hochkarätige Forscher erwarten. Technische Neuerungen, Automatisierung und Massenproduktion sollen gemäß dieser Vision die gesamten persönlichen Gendaten für jedermann erschwinglich machen. Ein ganzes Leben könnte man damit verbringen, die auf einer DVD gespeicherten Daten mit dem aktuellen Wissen der Genforscher abzugleichen. Aber welche praktischen Konsequenzen werden wir ziehen, wenn wir beispielsweise lernen, dass wir für zweihundert spezifische Krankheiten, Mikroorganismen und Umweltgifte besonders anfällig sind? Dass wir vor zweihundert weiteren Leiden, Parasiten und Schadstoffen weniger Angst haben müssen und dass wir die Veranlagung zu überdurchschnittlicher Neugier und Intelligenz, gepaart mit Angstzuständen oder Sammelwut in uns tragen?

Dennoch sind Fortschritte auf dem Weg zu einer, dank genetischer Analysen personalisierten Medizin unverkennbar. So präsentierte Peter Lichter vom Deutschen Krebsforschungszentrum in Heidelberg (DKFZ) kürzlich auf dem Krebskongress in Berlin erstmals den „Mammachip“. Das ist eine etwa daumennagelgroße Erbgutsonde. Im Gewebe, das bei einer Biopsie verdächtiger Knoten in der Brust vor jeder Operation gewonnen wird, kann der Mammachip die Aktivität ausgewählter Gene bestimmen, die über Erfolg oder Misserfolg einer Chemotherapie entscheiden.

Bisher wusste man zwar, dass durchschnittlich nur eine von vier Brustkrebspatientinnen davon profitiert, wenn sie vor der Operation eine moderne Chemotherapie erhält. Welche Frauen jedoch zu den „Gewinnerinnen“ mit einer verbesserten Heilungsrate gehörten und welche durch die Chemotherapie nur zusätzlich belastet wurden, konnten die Ärzte erst nach mehreren Jahren im Rückblick erkennen. Inzwischen haben Lichter und seine Kollegen per Computeranalyse charakteristische Muster der Aktivität von etwa 500 Genen identifiziert, die sich bei den beiden Gruppen deutlich unterscheiden. Ob der Heidelberger „Mammachip“ wie erhofft eine Trefferquote von über 90 Prozent in der Vorhersage ermöglicht, soll eine Studie mit 260 Patientinnen erweisen. Im Erfolgsfall wären die Forscher dem routinemäßigen Einsatz dieser Technik einen großen Schritt näher gekommen.

Ein Paradebeispiel für den Einsatz der „Microarray-Technik“, die auch im Mammachip steckt, ist die Abgrenzung verschiedener Typen von Lymphknotenkrebs. Mit den klassischen Methoden der Gewebeuntersuchung unter dem Mikroskop gelang es bisher auch Spezialisten oft nicht, zuverlässig zwischen dem relativ gut behandelbaren Burkitt-Lymphom und dem „diffus großzelligen B-Zell-Lymphom“ zu unterscheiden.

Ein von der Deutschen Krebshilfe gefördertes Verbundprojekt mit 17 Arbeitsgruppen präsentierte jüngst zeitgleich mit US-Kollegen eine Lösung für dieses Problem in der Fachzeitschrift „New England Journal of Medicine“ (Band 354, Seite 2419). Mit mathematischen Methoden hatten die deutschen Wissenschaftler die Aktivität von 17 000 Genen bei 220 Patienten mit aggressivem Lymphdrüsenkrebs analysiert und daraus ein Muster von 56 Genen destilliert, das eine eindeutige Diagnose ermöglicht. Langfristig sollen auch diese Daten zu einer Verbesserung der Heilungsraten beitragen, wie sich Lorenz Trümper, Sprecher des Verbundprojekts und Direktor der Abteilung Hämatologie und Onkologie der Universität Göttingen, erhofft.

Mit diesem Beitrag endet unsere Serie. Bisher erschienen: Genom-Forschung (29. Juni), Protein-Forschung (4. Juli).

Michael Simm