Viele Menschen haben eine Krankheit oder mehrere Krankheiten, die durch Veränderungen in einem oder mehreren ihrer Gene beeinflusst werden, häufig in Verbindung mit Umweltfaktoren.
Die Forscher untersuchen diese Veränderungen, um zu verstehen, welche Rolle die Genetik bei Krankheiten in verschiedenen Populationen spielt.
Ein „polygenes Risikoscore“ ist eine Möglichkeit, sich über das Risiko einer Krankheit zu informieren, das auf der Gesamtzahl der mit der Krankheit verbundenen Veränderungen beruht.
ÜBERSICHT
Was ist eine genomische Variante?
Alle Menschen haben nahezu identische DNA-Sequenzen in dem aus schätzungsweise 6 Milliarden Buchstaben bestehenden Code ihres Genoms.
Zwischen den einzelnen Menschen gibt es geringfügige Unterschiede, die jeden von uns einzigartig machen. Diese Unterschiede, die sogenannten genomischen Varianten, treten an bestimmten Stellen der DNA auf.
Die DNA wird wie ein Code gelesen. Dieser Code besteht aus vier Arten von chemischen Bausteinen – Adenin, Thymin, Cytosin und Guanin, abgekürzt mit den Buchstaben A, T, C und G. Eine genomische Variante tritt an einer Stelle innerhalb der DNA auf, an der sich dieser Code bei verschiedenen Menschen unterscheidet.
Zum Beispiel ist bei Person Eins unten ein „C“ als Basis angegeben. Bei Person Zwei ist es an der gleichen Stelle ein „T“.
Es gibt etwa 4 bis 5 Millionen solcher genomischer Varianten im Genom eines Menschen. Diese Varianten können nur bei dieser Person vorkommen oder auch bei anderen.
Einige Varianten erhöhen das Krankheitsrisiko, während andere dieses Risiko verringern können; andere haben keinen Einfluss auf das Krankheitsrisiko.
Die Frage ist: Wie beeinflussen diese genomischen Varianten das Risiko für bestimmte Krankheiten?
Einzelgene vs. komplexe Krankheiten
Forscher teilen genetisch bedingte Krankheiten häufig in zwei Klassen ein: solche, die mit einem einzigen Gen in Verbindung gebracht werden, und solche, die von mehreren Genen und Umweltfaktoren beeinflusst werden. Viele Krankheiten fallen in ein Spektrum zwischen diesen beiden Extremen.
Einzelgene Krankheiten
Viele Erbkrankheiten lassen sich auf Varianten in einem einzigen Gen zurückführen. Mukoviszidose, eine fortschreitende Erbkrankheit, die langfristige Lungeninfektionen verursacht und die Atmungsfähigkeit im Laufe der Zeit einschränkt, wird durch Varianten im CFTR-Gen (Cystic Fibrosis Transmembrane Conductance Regulator) auf Chromosom 7 verursacht.
Komplexe Krankheiten
Komplexe Krankheiten sind das Ergebnis vieler Genomvarianten, gepaart mit Umwelteinflüssen (wie Ernährung, Schlaf, Stress und Rauchen). Sie werden auch als „polygene“ Krankheiten bezeichnet – wobei „poly“ für „viele“ und „genisch“ für „Gene“ steht.
Die koronare Herzkrankheit ist eine komplexe Erkrankung. Forscher haben etwa 60 genomische Varianten gefunden, die bei Menschen mit koronarer Herzkrankheit häufiger vorkommen. Die meisten dieser Varianten sind über das gesamte Genom verstreut und nicht auf einem bestimmten Chromosom gebündelt.
Berechnung des polygenen Risikoscores
Die Forscher ermitteln Genomvarianten, die mit komplexen Krankheiten in Verbindung stehen, indem sie die Genome von Personen mit und ohne diese Krankheiten vergleichen.
Die enorme Menge an Genomdaten, die heute zur Verfügung steht, ermöglicht es den Forschern, zu berechnen, welche Varianten in Gruppen von Menschen mit einer bestimmten Krankheit häufiger zu finden sind. Es kann Hunderte oder sogar Tausende von Varianten pro Krankheit geben.
Die Forscher geben diese Informationen in einen Computer ein und verwenden Statistiken, um abzuschätzen, wie die Gesamtheit der Varianten einer Person ihr Risiko für eine bestimmte Krankheit beeinflusst. Daraus ergeben sich polygene Risiko-Scores.
All dies kann getan werden, ohne die spezifischen Gene zu kennen, die an der komplexen Krankheit beteiligt sind. Auch wenn wir vielleicht eines Tages alle beteiligten Gene kennen werden, können die Forscher das Risiko jetzt schon abschätzen, ohne diese Verbindung zu kennen.
Wie ist ein polygener Risikoscore zu interpretieren?
Ein polygener Risikoscore kann nur das relative Risiko für eine Krankheit erklären. Warum relativ? Die Daten, die zur Erstellung eines polygenen Risikoscores verwendet werden, stammen aus groß angelegten genomischen Studien. In diesen Studien werden genomische Varianten gefunden, indem Gruppen mit einer bestimmten Krankheit mit einer Gruppe ohne diese Krankheit verglichen werden.
Ein polygener Risikoscore gibt Aufschluss darüber, wie das Risiko einer Person im Vergleich zu anderen Personen mit einer anderen genetischen Konstitution ist. Polygene Scores liefern jedoch keinen Anhaltspunkt oder Zeitrahmen für das Fortschreiten einer Krankheit.
Nehmen wir zum Beispiel zwei Personen mit hohen polygenen Risikowerten für eine koronare Herzkrankheit. Die erste Person ist 22 Jahre alt, während die zweite 98 Jahre alt ist. Obwohl sie denselben polygenen Risikoscore haben, werden sie ein unterschiedliches Lebenszeitrisiko für die Krankheit haben. Polygene Risikowerte zeigen nur Korrelationen, nicht aber Kausalitäten.
Ein absolutes Risiko ist etwas anderes. Das absolute Risiko gibt die Wahrscheinlichkeit des Auftretens einer Krankheit an. Frauen, die eine BRCA1-Mutation tragen, haben ein absolutes Risiko von 60-80 Prozent, an Brustkrebs zu erkranken. Dies wäre auch ohne Vergleich mit anderen Personengruppen der Fall.
Wer profitiert von einem polygenen Risikoscore?
Die meisten der bisherigen Genomstudien haben Personen europäischer Abstammung untersucht. Aus diesem Grund gibt es möglicherweise keine ausreichenden Daten über genomische Varianten aus anderen Populationen, um einen polygenen Risikoscore in diesen Populationen zu berechnen.
Dieser historisch bedingte Mangel an Diversität in Genomstudien ist auch für andere genomikbezogene Forschungsbereiche besorgniserregend und trägt zu einer weit verbreiteten Besorgnis über zunehmende gesundheitliche Ungleichheiten bei, die über polygene Risikowerte hinausgeht.
Zum gegenwärtigen Zeitpunkt ist die Genauigkeit der polygenen Risikoscores möglicherweise nur für Populationen europäischer Abstammung gültig und nützlich. Es sind weitere Forschungsarbeiten erforderlich, um die Daten für die Nützlichkeit von polygenen Risikoscores für andere Populationen zu gewinnen.
Blick in die Zukunft
Polygene Risikoscores werden von Angehörigen der Gesundheitsberufe noch nicht routinemäßig verwendet, da es keine Leitlinien für die Praxis gibt und die Forscher noch daran arbeiten, wie diese Scores erstellt werden. Allerdings haben private Gesundheitsdienstleister und Direktvertriebsunternehmen bereits damit begonnen, polygene Risikoscores für ihre Kunden zu erstellen, und sie könnten eines Tages als wichtiges neues Instrument für Entscheidungen im Gesundheitswesen dienen.
Polygene Risikowerte sind immer nur Wahrscheinlichkeiten, keine Gewissheiten. Wie sich polygene Risikowerte auf das Leben und die Gesundheit der Menschen auswirken können, ist ein aktives Forschungsgebiet, das vom Human Genome Research Institute unterstützt wird.
Dieser Beitrag beschäftigt sich mit einem medizinischen Thema, einem Gesundheitsthema oder einem oder mehreren Krankheitsbildern. Dieser Artikel dient nicht der Selbst-Diagnose und ersetzt auch keine Diagnose durch einen Arzt. Bitte lesen und beachten Sie hier auch den Hinweis zu Gesundheitsthemen! Quellen: Der Beitrag basiert u.a. auf Informationen von MedlinePlus und Wikipedia lizenziert nach CC-by-sa-3.0 oder Open Government v3.0.
