Eine Million Genome untersuchtJeder Mensch trägt Hochrisiko-Gene für drei Krankheiten
Fast jeder Mensch bringt genetische Anlagen für Volksleiden wie Diabetes, Alzheimer oder Herzleiden mit. Eine Großstudie aus Exeter zeigt das Ausmaß der Varianten im Erbgut. Doch Hochrisiko-Gene allein würden nicht über das Schicksal entscheiden, betonen die Forscher.
Die Erbgut-Daten von knapp einer Million Menschen zeigen: Jeder Mensch hat etliche Abweichungen im Genom und im Schnitt ein erhöhtes genetisches Risiko für drei Volkskrankheiten. Das Erbgut sei jedoch nicht allein entscheidend für den möglichen Ausbruch von Diabetes, Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Schizophrenie oder anderen Leiden, betont ein 16-köpfiges Team der Universität Exeter im Journal „Genome Medicine“. Es analysierte Daten von zwei großen Biodatenbanken, die Sequenzen menschlicher Genome enthalten.
Aus der britischen UK Biobank wurden 490.541 Genome genutzt und aus der Datenbank des US-Forschungsprogramms All of Us 414.830. Während die Sequenzierung des ersten Genoms 13 Jahre dauerte, bis sie 2003 abgeschlossen war, geschieht dies mittlerweile in einigen Stunden.
Aus den Daten ermittelte die Gruppe um Caroline Wright die durchschnittlichen Abweichungen im Erbgut eines Menschen. Verglichen mit einem offiziellen menschlichen Standard-Referenzgenom besitze jeder Mensch fünf Millionen Abweichungen, von denen ein Großteil jedoch häufig vorkomme – nur 1,5 Prozent der Abweichungen seien selten. Das menschliche Genom umfasst nach Angaben der Forscher etwa 3,1 Milliarden Basenpaare (Bausteine). Als Abweichung zählt die Veränderung eines Bausteins, aber auch das Fehlen oder eine Verdopplung mehrerer Bausteine.
Bald Krankheitsvorhersage anhand von Genen?
Das Erbgut dient in der Zelle als eine Anleitung, mit deren Hilfe sie Proteine baut. Diese übernehmen fast alle lebenswichtigen Aufgaben. So besteht etwa ein Hauptteil der Muskeln aus Proteinen. Sie können als Enzyme aber auch bei der Verdauung helfen.
„Die Sequenzierung des gesamten Genoms hat sich zu einem wichtigen Instrument bei der Diagnose genetischer Erkrankungen entwickelt, und wir bewegen uns zunehmend in Richtung genetischer Screenings zur Krankheitsvorhersage“, sagt Wright. „Dennoch ist den meisten Menschen nicht bewusst, wie groß die genetische Variation in jedem Genom ist. Tatsächlich ist Variation die Norm.“
Ein Großteil des Erbguts wird beim Bau von Proteinen gar nicht oder nur indirekt genutzt. In diesen sogenannten nicht-kodierenden Regionen des Genoms wurden die meisten Abweichungen gefunden. Sie enthalten keinen Bauplan für die Proteinstruktur, haben zum Teil aber einen Einfluss darauf, wie stark ein Gen genutzt wird.
Hohes Risiko für Volksleiden bei jedem Menschen
Etwa 10.000 der fünf Millionen Varianten können Proteine tatsächlich verändern, die meisten jedoch sind biologisch neutral – also weder positiv noch negativ. Sie können aber etwa auch zu Neurodermitis oder bestimmten Bluterkrankungen führen.
Das Team rechnete zudem die Wahrscheinlichkeit für die genetische Anlage einer Krankheit aus, bei der mehrere Risikogene eine Rolle spielen. Bei der Untersuchung dieser sogenannten polygenen Scores für 28 häufige Erkrankungen stellte es fest, dass die meisten Menschen ein vergleichsweise hohes genetisches Risiko für etwa drei dieser Erkrankungen aufweisen. Dazu zählen demnach neben Diabetes, Herz-Kreislauf-Erkrankungen und Schizophrenie etwa auch Alzheimer, Parkinson, Arthritis, Osteoporose sowie Diabetes Typ 1 und Typ 2.
Genauer: Ein durchschnittlicher Mensch gehört bei etwa drei Erkrankungen zu den obersten 10 Prozent mit einem genetischen Risiko für die Krankheit, 90 Prozent haben ein geringeres Risiko dafür. Etwa einer von fünf Menschen liegt zudem bei mindestens einer dieser Krankheiten im obersten ein Prozent. Menschen mit erhöhtem genetischen Risiko bekommen jedoch nicht zwangsläufig die jeweilige Krankheit. Die Studie unterstreicht, dass solche Befunde Teil normaler genetischer Variation sein können und auch andere Faktoren für die Krankheitsentstehung entscheidend sind.
Nicht jede Genveränderung hat Folgen
Auch Wright betont, dass eine Genveränderung nicht gleich Folgen haben muss. „Wichtig ist, dass wir festgestellt haben, dass jeder Mensch eine kleine Anzahl genetischer Varianten trägt, die mit Krankheiten in Verbindung stehen, obwohl viele davon bei der jeweiligen Person keine Krankheit auslösen“, sagt sie. „Daher ist es entscheidend, bei der Interpretation von Ergebnissen genetischer Tests den Kontext zu berücksichtigen, einschließlich Symptomen, familiärer Krankheitsgeschichte sowie anderer klinischer und umweltbedingter Risikofaktoren.“
Das Team weist zudem darauf hin, dass seine Daten auf Menschen westeuropäischer Abstammung konzentriert sind und dass für die weitere Genomforschung Daten aus weiteren Bevölkerungsgruppen benötigt werden. Zudem habe sich die Analyse auf Erbgut beschränkt, das überwiegend aus Blut extrahiert worden sei und Genvarianten in anderen Geweben womöglich nicht erfasst habe.
Die Forschenden kommen zu dem Schluss, dass theoretisch jedem Menschen – unabhängig von seinem aktuellen Gesundheitszustand – allein aufgrund seiner Gene mitgeteilt werden könnte, dass er ein Risiko für Krankheiten hat. Sie warnen daher vor einer Überzahl an Gentests. Die meisten Menschen wiesen einen hohen polygenen Score für mindestens eine Krankheit auf. Würde auf mehrere Krankheiten, die erbliche Komponenten haben, gleichzeitig breit getestet, bestünde ein erhebliches Potenzial für Überdiagnosen – insbesondere bei Erkrankungen mit vergleichsweise geringen genetischen Anteilen – und eine Überlastung der Gesundheitssysteme.
