(mko) Werden unsere individuellen Gene bestimmen, was auf den Tisch kommt und wie wir uns ernähren? Allgemein gültige Ernährungsratschläge für jedermann gehören dann der Vergangenheit an. Das prognostiziert Professor Rudi Balling von der Gesellschaft für Biotechnologische Forschung in Braunschweig. Ernährungsberater müssten künftig das sogenannte Genesspressions-Profil eines Einzelnen abfragen, um zu bestimmen, welche Diät passt. Denn: Das Zusammenspiel von erblichen Faktoren und Umwelteinflüssen ist ganz entscheidend. Die Erforschung unserer Gene wirft schon heute ganz anderes Licht auf unseren künftigen Speiseplan und damit unsere individuelle Ernährung.
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Unser Immunsystem ist saisonal unterschiedlich aktiv
(mko) Wie wir auf Therapien reagieren hängt maßgeblich von den Jahreszeiten ab, das berichtet ein Forscherteam aus England. Fast ein Viertel der Gene variiert je nach Saison, unser Immunsystem ist also saisonal unterschiedlich aktiv. Das ist wohl der Rückschluss, warum bestimmte Erkrankungen im Winter häufiger auftreten und unser Organismus im Sommer weniger anfällig ist. Die jahreszeitliche Abhängigkeit wirkt sich auf für die Immunabwehr zuständige Zellen und die Zusammensetzung von Blut und Fettgewebe aus.
Die Forschergruppe um John Todd an der University of Cambridge analysierte die Aktivität ausgewählter Gene von mehr als 16.000 Menschen aus Großbritannien, den USA, Island, Australien und Gambia.
Im Labor analysierten sie anschließend die Aktivität von mehr als 5000 Genen. Das Ergebnis: die Gene zeigten auf der Nord- und Südhalbkugel dieselben Aktivitätsmuster – allerdings in gegensätzlichem Rhythmus.
In den Monaten Juni bis Oktober enthielt das Blut der afrikanischen Probanden eine deutlich erhöhte Anzahl an Immunzellen. Das korrespondiert mit einem häufigeren Auftreten von Infefktionskrankheiten während der Regenzeit, weil mehr Moskitos zustechen.
Reaktion auf Impfungen
Auch die Reaktion auf Impfungen fällt jahreszeitlich verschieden aus. Da bei Bewohnern der nördlichen Hemisphäre das Immunsystem im Winter besonders aktiv ist, könnten Impfprogramme in der kalten Jahreszeit effektiver sein. Die Gene befinden sich dann in einem erhöhten Aktivitätsmodus und machen die Immunzellen schlagkräftiger.
Welche Rolle spielt die „Epigenetik“ bei Erkrankungen?
(mko) Gene und nicht nur die Erbsubstanz bestimmen den Verlauf unserer Gesundheit, welche Gene werden später aktiv oder prägen sich aus? So erhöhen z.B. Schwangere mit krankhaftem Übergewicht und Diabetes mellitus für das ungeborene Kind das Risiko, später selbst daran zu erkranken. Denn nicht nur die Erbsubstanz bestimmt, mit welchen angeborenen Merkmalen und Krankheiten ein Mensch zur Welt kommt, mit entscheidend ist auch, welche Gene später aktiv werden und sich ausprägen. In diesem Zusammenhang spricht man von „Epigenetik“, hier lassen sich wissenschaftliche Rückschlüsse ziehen, wie beispielsweise Diabetes oder auch Krebs entstehen. Forscher finden darin Ansätze für neue Therapien.
Jede lebendige menschliche Zelle verfügt über den gesamten Bauplan des Erbguts. Doch um sich für die verschiedensten Einsatzgebiete zu differenzieren, brauchen Zellen gezielte Erbinformationen, andere dagegen benötigen sie gar nicht“, so Professor Ulrich R. Fölsch, Generalsekretär der Deutschen Gesellschaft Innere Medizin. Muskelzellen im Herz etwa, Membranzellen der Niere oder Nervenzellen im Gehirn brauchen von den Genen nur bestimmte Informationen. Welche genau sie abrufen, ist chemisch durch sogenannte Methyl-Gruppen festgelegt. Diese bilden charakteristische
Markierungen auf dem DNA-Faden. Diese „DNA-Methylierung“ vererbt sich – genau wie die Gene – von Generation zu Generation. Anders als Gene können sich die DNA-Methylierungsmuster jedoch durch äußere Einflüsse verändern. Beispielsweise zeigen Studien, dass nach Zeiten der Mangelernährung im 2. Weltkrieg geborene Kinder später als Erwachsene ein deutlich erhöhtes Risiko für einen Typ-2-Diabetes mellitus oder eine Adipositas aufwiesen. „Tierexperimente bestätigten diesen Zusammenhang und deuten darauf hin, dass die embryonale und frühe vorgeburtliche Phase besonders empfindlich für epigenetische Veränderungen sind“, sagt Professor Andreas Pfeiffer, Leiter der Abteilung für Endokrinologie, Diabetes und Ernährungsmedizin, Charité, Berlin. Zwillingsstudien zeigen auch, dass schon nach einigen Wochen Diät Veränderungen im Fettstoffwechsel und in der Ausprägung bestimmter Gene auftreten.
Auch Krebszellen nutzen die DNA-Methylierung für ihre Zwecke. So schalten einige Formen von Blutkrebs Gene ab, die in gesunden Zellen eine ungehinderte Zellteilung unterdrücken, so genannte Tumorsuppressor-Gene. Die Zellen wuchern dadurch ungebremst. Dieses Wissen nutzten Forscher bereits für die Entwicklung von Medikamenten. Beispielsweise hilft der Wirkstoff Azacitidin bei der Behandlung der Akuten Myeloischen Leukämie. Das Medikament verhindert, dass die Krebszellen DNA-Markierungen setzen.
Bluthochdruck: Unsere GENvarianten bestimmen wie Medikamente wirken
(mko) Unser Blutdruck wird bis zu 65 Prozent von Erbfaktoren bestimmt und jeder Patient mit
zu hohem Blutdruck hat aufgrund seiner Gene ein ganz bestimmtes genetisches Risikoprofil für diese
Erkrankung. Diese Genvarianten, im Zusammenspiel mit den einzelnen Erbfaktoren bestimmen, ob ein bestimmtes Medikament schnell, gut und zuverlässig wirkt. An der Uni-versität in Münster wurde jetzt bundesweit das erste Labor eingerichtet, wo diese genetischen Untersuchungen zum Risikoprofil eines Patienten durchgeführt werden können. Ziel ist es, Auswahl und Dosierung der Bluthochdruck-Medikamente individueller zu bestimmen, denn die Genvarianten bestimmen wie die einzelnen Präparate – schnell oder langsam – im Körper verstoffwechselt werden.
Geheinmis des Altern gelüftet? Forscher finden den Schlüssel-Mechanismus
(mko) Das ewige Geheimnis des Alterns scheint gelüftet. Laut Wissenschaftler Philipp Oberdörffer von der Harvard Medical School in Boston/USA heißt der Schlüssel Sirtuine. Das sind Gene, die vor allem zwei wichtige Aufgaben haben: geschädigte DNA zu reparieren und andere Gene an- und auszuschalten. Von Hefepilzen ist das bereits seit Jahren bekannt, jetzt haben die Forscher den Mechanismus auch in Stammzellen von Mäusen gefunden.
Was genau allerdings im Körper dazu führt, dass Zellen und Organe schlapp machen, wissen Forscher bislang nur ansatzweise. Ausgerechnet winzige Einzeller könnten jetzt einen Teil der Antwort liefern: Hefepilze. Bei ihnen sind offenbar die gleichen Genklassen wie bei Säugern dafür zuständig, dass die natürlichen Prozesse aus dem Ruder laufen, sprich: die Zellen sterben und am Ende der gesamte Organismus aufgibt.
In jeder Zelle eines Organismus sind zwar dieselben Gene vorhanden, doch nicht alle arbeiten am selben Ort und zur selben Zeit. In einer Nierenzelle etwa sind normalerweise alle Leber-Gene abgeschaltet. Wenn sie dennoch aktiv werden, können sie die Nieren schädigen. Die Aufsicht darüber liegt beim Sirtuin-Gen Sirt1, das unter normalen Bedingungen dafür sorgt, dass alle inaktiven Gene im Chromatin-Geflecht (bestehend aus DNA und Proteinen) verpackt und untätig bleiben.
Doch Sirt1 hat noch einen anderen wichtigen Job: Wann immer ultraviolettes Licht oder freie Radikale das Erbgut schädigen, muss es zu Hilfe eilen und die DNA-Reparaturmechanismen in Gang setzen. Dafür aber muss es die Überwachung der Gen-Aktivität vorübergehend aufgeben – und das hat Folgen: Häufig beginnt das Chromatin sofort, die Gene auszupacken, die dann aktiviert werden. Zwar kann Sirt1 wieder an seinen Aufpasserposten zurückkehren und die Gene erneut verpacken. Je älter die Mäuse aber werden, desto größer wird die Zahl der DNA-Schäden.
Einsamkeit zeigt sich auch in den Genen
(mko) Menschen, die keine Freunde haben und nur schwach sozial integriert sind, werden häufiger krank Wissenschaftler haben jetzt herausgefunden, dass die Genaktivität dabei eine zentrale Rolle spielt. Bei ihren Studien entdeckten sie ein verändertes Genmuster – über 200 Gene, die stärker oder schwächer aktiv sind, als bei sozial stabil integrierten Menschen. Das wirkt sich vor allem auf die Arbeit des Immunsystems negativ aus, so die Forscher der Universität von Kalifornien. Im Blut von Studienteilnehmern fanden die Ärzte mehr Gene, die Entzündungen auslösen und Gene, die an der Virenabwehr beteiligt sind, reagieren schwächer.
Gen für Verfolgungswahn identifiziert
(mko) Wissenschaftler aus Mannheim und der Universität Bonn haben ein Gen als Ursache für Verfolgungswahn (Paranoia) entschlüsselt, das bei psychiatrischen Erkrankungen wie z. B. Schizophrenie, eine
wichtige Rolle spielt. Zu dieser Erkrankung gehören auch Wahnvorstellungen und Halluzinationen, Depressionen und Angststörungen. Das Gen G72/G30 gilt als Risiko-Gen bei diesen Erkrankungen. Die Gen-Identifizierung soll künftig indivi-duellere Therapieansätze ermögli-chen. Denn: Obwohl viele psychiat-rische Erkrankungen eine stark erbliche Grundlage haben, können sie jeden treffen, da sie durch ein Zusammenspiel unterschiedlicher Gene mit Umweltfaktoren entste-hen. So leiden z.B. 20 Prozent aller Menschen im Laufe ihres Le-bens an einer Depression oder Angsterkrankung.
Pränataldiagnostik: Forscher entwickeln Schwangerschafts- Gentest
(mko) Chinesische Wissenschaftler in Hongkong haben im Blut de Muttereine hemische Veränderung gefunden,
die künftig als Pränataltest für Generkrankungen eingesetzt werden könnte. Schon lange suchen Wissenschaftler in der
Pränataldiagnostik nach neuen, weniger invasive Schwangerschaftstest., da viele bisherige
Untersuchungen das Risiko einer Fehlgeburt in sich tragen. Die Forscher um Dr. Stephen Chim
untersuchten das chemische Verhalten der mütterlichen DNA (Träger der Erbinformation) und auch das
des Fötus. Ein bestimmter Typ einer chemischen Veränderung fand sich vermehrt im mütterlichen DNA. Und ein bestimmtes Fötus-DNA kam nur während der Schwangerschaft im mütterlichen Blut vor,
24 Stunden nach der Entbindung verschwand es wieder. Das heißt, diese Veränderung im Blut ist schwangerschaftsspezifisch.
Diese Entdeckung kann für künftige Schwangerschaftstest im Zusammenhang mit Gen-Erkrankungen
genutzt werden.
Ursache für Psoriasis: Erstmals genetische Spur entdeckt
(mko) Die eigentlichen Ursachen der Schuppenflechte (Psoriasis) liegen bis heute im Dunkeln. Ein großer Fortschritt bei der Ursa-chenforschung wurde jetzt aller-dings in England gemacht. Profes-sor Richard Trembath von der Lei-cester Universität entdeckte detail-lierte, genetische Unterschiede bei Betroffenen und zwar in der Regi-on, die als Chromosome 6 bezeich-net wird und die zumindest ein für Psoriasis anfälliges Gen enthält. Das CDSN, das letztlich für die Zellreifung sorgt und dafür, dass sich die Hautzellen fest miteinander verbinden. Identifiziert wurde eine Variante dieses CDSN DNA, die bei Betroffenen wesentlich häufiger vorkommt. Bei der Schuppenflech-te teilen sich Hautzellen vermehrt und beschleunigt. Die Folge sind Entzündungen und eine Zellrei-fungsstörung, die wiederum die Schuppenbildung auslöst, da kein zusammenhängender Hornbelag mehr gebildet werden kann.
Häufigste erbliche Herzkrankheit wird durch ein Gen verursacht
(mko) Die Ursache für eine der häufigsten erblichen Herzkrankheiten – medizinisch
hypertrophe Kardiomyopathie – ist ein Gen mit dem Namen MLP -muscle LIM protein.
Dieses Gen steuert, so deutsche Wissenschaftler, die Entwicklung des Herzmuskels und ist für seine
Struk-tur wichtig. Die Forscher fanden in drei Familien, in denen die hypertrophe Kardiomyopathie bekannt war, eine Veränderung des so genannten MLP-Gens.