Oxford: Unsere DNA verrät, was uns krank macht

Oxford : Unsere DNA verrät, was uns krank macht

Genetiker und Statistiker arbeiten Hand in Hand bei der Erforschung des menschlichen Erbguts. Dabei treten viele ethische Fragen auf.

Das Team von Jonathan Marcini umfasst nur sechs Mitarbeiter. Die Spezialisten sind weder Mediziner noch Biologen, aber sie suchen nach den Ursachen von Krankheiten. Der Professor für Statistik an der Universität Oxford versammelt Experten für Datenverarbeitung um sich. Marcini ordnet in einer Datenbank das Erbgut von 31 914 Menschen nach Gemeinsamkeiten und Unterschieden. Er sucht nach Mutationen im Genom - nach den Stellen im Erbgut, wo zwischen den 3,2 Milliarden Bausteinen der DNA ein falsches Element eingebaut wurde. Marcinis Team muss mit Hilfe von Supercomputern mehr als 500 000 Gigabyte Rohdaten verarbeiten.

Fast zwei Dutzend Forscherteams haben ihre Erbgut-Analysen für das amerikanisch-britische Projekt zur Verfügung gestellt. Ende Oktober stellte Marcini das Ergebnis von knapp zwei Jahren Computer-Arbeit bei der Jahrestagung der American Society for Human Genetics (ASHG) vor. Es konnte die Datenflut auf etwa 50 Millionen Gen-Varianten reduzieren, mit denen sich alle Unterschiede zwischen diesen 31 914 Menschen beschreiben lassen. Das klingt noch immer unübersichtlich, ist aber eine radikale Vereinfachung bei der Suche nach den genetischen Ursachen für Krankheiten.

Neben der Gruppe aus Oxford stellten noch weitere private Initiativen ihre Datenbanken vor. "Jeder Mensch besitzt eine große Zahl von Mutationen in seinem Erbgut", berichtete der Bostoner Genetiker Daniel MacArthur, "dadurch werden durchschnittlich 200 Gene in ihrer Aktivität eingeschränkt."

In der Gen-Forschung beginnt elf Jahre nach der ersten Entschlüsselung der menschlichen DNA die zweite Phase. Die Zahl der menschlichen DNA-Sequenzen, die vollständig entschlüsselt wurden, wird bald eine Million überschreiten. Damit steht genug Datenmaterial zur Verfügung. Es wird die Ära der Großrechner werden, in der die klinischen Befunde der Patienten mit der genetischen Struktur von kranken und gesunden Menschen verglichen werden.

Dieser theoretische Ansatz scheint erfolgreich. Das australische Forscherteam von Sam Berkovic und Ingrid Scheffer entdeckte beim Vergleich des Erbguts von mehreren Tausend Epilepsie-Kranken mit dem Genom der gesunden Menschen einige typische Mutationen in der DNA. Ähnliche Studien gibt es für Leseschwäche, Intelligenz und bei Patienten mit Migräne oder Diabetes. In den USA wurde das Erbgut von 37 000 Schizophrenie-Patienten mit dem Gen-Pool von 150 000 Menschen verglichen. Seitdem stehen Veränderungen an 108 Genen unter Verdacht: Sie könnten bei der Entstehung von Schizophrenie eine Rolle spielen. An Autoimmun-Erkrankungen sollen etwa 400 Gen-Varianten beteiligt sein.

"Dahinter steht der Gedanke, alle Veränderungen im Genom zu finden, die mit Krankheit zu tun haben könnten", erklärt Juergen Reichardt, Genetiker an der James-Cook-Universität in Australien. "Wir können Mechanismen entdecken, die wir heute noch nicht kennen, die Krankheiten auslösen oder begünstigen", sagt der Biologe, der in Freiburg studierte. Die Genetik könnte endlich das spektakuläre Versprechen einlösen, das vor Jahren gegeben wurde: nämlich im Buch des Lebens zu lesen und es zu verstehen. Bisher können die Wissenschaftler nur die Reihenfolge der Buchstaben ermitteln. Nur in Ausnahmefällen ist es gelungen, Krankheiten vorherzusagen oder gar Therapien zu entwickeln.

Jetzt sollen die Genforscher weltweit ihre Daten freiwillig in ein gemeinsames Projekt einbringen. Die "Globale Allianz für Genetik und Gesundheit" will die Auswertung des riesigen Gen-Pools koordinieren. Sie versteht sich als eine Art gemeinnützige Wissenschaftsorganisation, quasi der Gegenpol zu den privaten DNA-Datenbanken. Mehr als 170 Forschungseinrichtungen, Verbände und Unternehmen aus 26 Ländern sind der Allianz beigetreten. Etwa ein Viertel davon stammt aus Europa, aber "der Einfluss der Europäer ist nicht so besonders groß", schränkt Reichardt ein.

Die Zusammensetzung der Allianz hat viel Kritik ausgelöst, denn auf der Liste stehen auch Firmen, bei denen ein kommerzielles Interesse vermutet werden darf: Google, Microsoft, Apple und Intel. "Ich sehe darin einen Vorteil. Das wird den Zeitraum, bis wann die Daten ausgewertet sind, verkürzen", antwortet Reichardt auf Kritik. Nach seiner Ansicht ist Google "den Bio-Informatikern, die in der Wissenschaft arbeiten, im Umgang mit Datenbanken um Lichtjahre voraus".

Auch Martin Vingron verteidigt die Kombination von Wirtschaft und Wissenschaft. "Die Herausforderung, die Bedeutung der Variabilität im menschlichen Genom zu verstehen, ist so groß, dass jede Anstrengung gebraucht wird", sagt der Direktor am Max-Planck-Institut für molekulare Genetik in Berlin. "Wir sollten nicht über Beschränkungen des Zugangs zu Wissen nachdenken, sondern über sinnvolle Regeln, wie mit dem Wissen umzugehen ist", hält Vingron den Skeptikern entgegen. Als Grundprinzip gilt für ihn die freie Zugänglichkeit der Daten.

Die Datenbanken bergen indes noch ein anderes Risiko: "Der Trend geht eindeutig dahin, dass DNA-Analysen bei Neugeborenen und Kindern in Auftrag gegeben werden", sagt Reichardt und sieht ethische Probleme. Die lassen sich folgendermaßen skizzieren: Wie gehen die Eltern damit um, wenn sie erfahren, dass ihre Kinder mit 40 oder 50 Jahren vielleicht eine schwere Krankheit erleiden werden? Welches Wissen darf man Kindern zumuten oder muss man ihnen geben? Für Reichardt ist klar: "Für viele Menschen wird es schwierig werden, die Ergebnisse der Datenbank zu verstehen. Wir müssen erklären, was beispielsweise ein um 50 Prozent erhöhtes Risiko für Diabetes konkret bedeutet und ob die Menschen sich schützen können."

(RP)
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