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Test auf Erbschäden

Eizellen können jetzt auf Erbschäden untersucht werden, bevor eine Befruchtung im Reagenzglas erfolgt. Die Methode erlaubt es Frauen, die einen genetischen Defekt haben, die Weitergabe dieses Schadens an ihre Kinder zu verhindern. Die Untersuchung wird auch für Abtreibungsgegner akzeptabel sein, weil Embryonen davon unberührt bleiben, glauben die Entdecker der Methode am amerikanischen Illinois Masonic Medical Center.

Der am 16. Juli 2009 verstorbene gebürtige Russe Yuri Verlinsky gilt heute als einer der Pioniere der Pränataldiagnostik (Foto: Reproductive Genetics via Wikimedia / fair use)

Der am 16. Juli 2009 verstorbene gebürtige Russe Yuri Verlinsky gilt heute als einer der Pioniere der Präimplantationsdiagnostik (Foto: Reproductive Genetics via Wikimedia / fair use)

Wie der Biologe Yuri Verlinsky erklärte, wird zur Untersuchung eine Hälfte des Erbmaterials der Eizelle herangezogen, die während der natürlichen Eireifung ohnehin verloren geht. Zur „Vorbereitung“ der Befruchtung wird nämlich die normalerweise in Körperzellen doppelt vorhandene Erbinformation halbiert; bei der Befruchtung verschmelzen dann mütterliche und väterliche Keimzellen und es entsteht wieder ein doppelter Satz an Erbinformation. Verlinsky und seinen Kollegen gelang es nun, die ungenutzte Hälfte des weiblichen Erbmaterials – das sogenannte Polkörperchen – mit einer sehr feinen Pipette zu entfernen, ohne die Eizelle zu beschädigen.

Die im Polkörperchen enthaltene DNA kann dann unter anderem auf Erbschäden untersucht werden, die für die Mukoviszidose, die Tay-Sachs-Krankheit oder verschiedene Blutkrankheiten charakteristisch sind. Daraus lässt sich ableiten, ob die in der Eizelle verbliebene DNA noch intakt ist. Gesunde Eizellen können dann künstlich befruchtet und in die Gebärmutter eingepflanzt werden. Allerdings hält Verlinsky die neue Methode nur bei Befruchtungen im Reagenzglas für sinnvoll, und auch dann nur für Paare, in deren Familien bestimmte Erbkrankheiten verbreitet sind.

(erschienen in der WELT am 13. Januar 1990)

Quelle: Joyce C. Test finds defects in unfertilised human eggs. New Scientist 25. November 1989.

Was ist daraus geworden? Die von Yuri Verlinsky entwickelte Analyse der Polkörperchen konnte sich nicht durchsetzen. Statt entnimmt man heute dem Embryo nach wenigen Teilungen eine oder zwei Zellen, die dann auf genetische Defekte oder Unregelmäßigkeiten bei der Zahl der Chromosomen untersucht werden. Laut Wikipedia wurden mit dieser Präimplantationsdiagnostik (PID) bislang weltweit mehr als 10000 Kinder gezeugt, um die Weitergabe von Erbkrankheiten zu verhindern. Während die PID in vielen Ländern bereits seit den 1990er Jahren praktiziert wird, ist sie in Deutschland durch das Embryonenschutzgesetz verboten. Erst Ende 2011 wurde dieses Gesetz derart geändert, dass die PID nunmehr ausnahmsweise erlaubt ist, und zwar wenn aufgrund der genetischen Veranlagung der Eltern eine schwerwiegende Erbkrankheit beim Kind oder eine Tot- oder Fehlgeburt wahrscheinlich ist.

Wie ich Ende 2015 vom 6. Kongress des Dachverbandes Reproduktionsbiologie und -medizin (DVR) in Hamburg berichtet habe, kam es nach der Gesetzesänderung nicht zu dem von Kritikern befürchteten Dammbruch, und die Experten erwarten nicht mehr als 200 Fälle pro Jahr.

Zystische Fibrose – Die Folge von drei fehlenden Bausteinen

Das Gen, welches für die häufigste angeborene Stoffwechselkrankheit verantwortlich ist, wurde jetzt von amerikanischen und kanadischen Forschern lokalisiert. Von der Mukoviszidose (oder Zystische Fibrose, ZF) ist in der Bundesrepublik etwa jedes zweitausendste Neugeborene betroffen. Die meisten Patienten sterben noch vor dem Erreichen des 30. Lebensjahres. Die Betroffenen leiden unter einem stark verdickten Schleim, besonders in den Lungen, der sie für Infektionen überaus anfällig macht. Die daraus resultierende Zerstörung des Lungengewebes ist es, die dann meist zum Tode führt.

Die Entdeckung des ZF-Gens kann die Diagnose der Krankheit – auch vor der Geburt – entscheidend verbessern. Dies könnte die Anzahl an Neuerkrankungen deutlich verringern. Etwa jeder zwanzigste ist Träger eines defekten Mukoviszidose-Gens, ohne selbst an der Krankheit zu leiden. Die gemeinsamen Kinder zweier Träger jedoch sind in einem Viertel aller Fälle betroffen. Die Anzahl der ZF-Patienten wird in der Bundesrepublik auf etwa 2500 bis 4000 geschätzt. Dazu kommen pro Jahr etwa 300 bis 600 Neuerkrankungen, wie Dr. Doris Staab von der Universitätskinderklinik in Bonn mitteilte.

Die Arbeiten, die von Tsui Lap-Chee (Toronto Hospital für kranke Kinder) und Francis Collins (Howard Hughes Medical Institute an der Universität Michigan) geleitet wurden, sind der sprichwörtlichen Suche nach der Nadel im Heuhaufen durchaus vergleichbar. Obwohl es sich bei dem gefundenen „molekularen Bauplan“ um ein recht großes Gen handelt, bildet es nur etwa ein zwölftausendstel des gesamten menschlichen Erbgutes. 250000 Bausteine bilden das gesamte ZF-Gen. 24 kürzere Abschnitte müssen zunächst von der zellulären Maschinerie in der richtigen Reihenfolge zusammengesetzt werden, bevor die Eiweißfabriken der Zelle, die Ribosomen, nach dieser Anleitung den korrespondierenden Eiweißstoff herstellen können. Wie sich bei näherer Untersuchung des CF-Gens herausstellte, fehlen bei 70 Prozent der Mukoviszidosepatienten ganze drei der Viertelmillion Bausteine. Die Arbeit der Wissenschaftler wurde zusätzlich dadurch erschwert, dass über das Eiweißprodukt (Protein), welches nach diesem Bauplan angefertigt wird, bis dato nur Spekulationen kursierten.

Seit 30 Jahren versteht man es, die Sprache der Gene in die Sprache der Eiweiße zu übersetzen. Man weiß daher, dass den drei fehlenden Bausteinen im Erbmaterial (der DNA) ein fehlender Baustein im resultierenden Protein entsprechen muss. Darüber hinaus erlauben es die Gesetzmäßigkeiten, die sich bei der Vielzahl derartiger Vergleiche ergeben haben, Aussagen über die Eigenschaften dieses Eiweißstoffes zu machen.

Demnach steckt das ZF-Protein in der Zellhülle und bildet einen Kanal, durch den Chloridionen aus dem Zellinneren heraustransportiert werden. Offensichtlich lässt sich das defekte Protein nicht mehr regulieren, weil eine wichtige Region des Proteins, an der normalerweise Adenosintriphosphat (ATP) gebunden wird, zerstört wird. ATP stellt die Energie für viele zelluläre Funktionen zur Verfügung. Diese Erkenntnisse begründen die Hoffnung, jetzt gezielt Medikamente gegen die grausame Krankheit entwickeln zu können.

Vom Gen zum defekten Protein: So entsteht das CF-Eiweiß (von Kuebi = Armin Kübelbeck [CC BY-SA 3.0] via Wikimedia Commons)

Vom Gen zum defekten Protein: So entsteht das CF-Eiweiß (von Kuebi = Armin Kübelbeck [CC BY-SA 3.0] via Wikimedia Commons)

Die Suche nach dem ZF-Gen war von einem starken Konkurrenzdenken angetrieben worden, häufig kam es zu Streitigkeiten zwischen den Forscherteams, die sich an diesem Wettlauf beteiligt hatten. Abgesehen davon, dass die Sieger in diesem Wettstreit mit einer großzügigen finanziellen Unterstützung weiterer Forschungsvorhaben rechnen können, sind große Profite aus der Vermarktung der gewonnen Erkenntnisse zu erwarten: Es eröffnet sich jetzt die Möglichkeit, Reihenuntersuchungen durchzuführen, mit denen die Träger defekter ZF-Gene identifiziert werden könnten. Die Kosten hierfür würden sich jährlich auf mehrere hundert Millionen Mark belaufen.

(erschienen in der WELT am 11. September 1989)

Wa59-info@2xs ist daraus geworden? Inzwischen kennt man fast 2000 (!) Mutationen, die eine Mukoviszidose verursachen können. Es gibt es die ersten spezifischen Medikamente und die Lebenserwartung der Patienten ist weiter angestiegen. Ein Test für Neugeborene, der in vielen Ländern bereits Standard ist, wird in Deutschland aber nur bei 15 Prozent aller Babies angewandt. Auch deshalb werden mehr als 40 Prozent aller Betroffenen im ersten Lebensjahr noch nicht erkannt.