Zwillingsstudie: Umweltfaktoren spielen Schlüsselrolle bei Multipler Sklerose

Zum ersten Mal seit der Sequenzierung des menschlichen Genoms haben Forscher das Erbgut eineiiger Zwillinge entschlüsselt. Von dem Ergebnis haben sie sich auch Einblicke in die Entstehung von Multipler Sklerose erhofft. Doch das Nervenleiden bleibt ein großes Rätsel.

Nervenbahnen (Illustration): Bei MS-Patienten ist die Ummantelung defekt Zur Großansicht
Corbis

Nervenbahnen (Illustration): Bei MS-Patienten ist die Ummantelung defekt

So sehr man auch bohrt und forscht - das unheilbare Nervenleiden Multiple Sklerose bleibt ein großes Rätsel. Daran ändert auch die Tatsache nichts, dass Wissenschaftler eine große Überraschung erlebt haben, über die sie im Fachblatt "Nature" berichten.

Eigentlich wollte das US-Forscherteam um Stephen Kingsmore vom National Center for Genome Resources in Santa Fe im Bundesstaat New Mexico endlich diejenigen Gene ausfindig machen, die als Ursache für Multiple Sklerose (MS) in Frage kommen. Dazu sequenzierten die Wissenschaftler - als erste weltweit - das Erbgut von eineiigen Zwillingspaaren, von denen jeweils einer an MS erkrankt war. Insgesamt untersuchten sie die Gene von drei Paaren, einem männlichen und zwei weiblichen.

Was Kingsmore und seine Kollegen nun als Ergebnis dieser Studie präsentieren, ist nicht etwa eine Liste von Genen, die bei der Entwicklung von MS eine Rolle spielen. Das Resultat gleicht eher dem, was man bei "Wer wird Millionär" als das klassische Ausschlussverfahren bezeichnen würde: "Wir haben keine Indizien für genetische Unterschiede finden können, die erklären würden, warum ein Zwilling die Krankheit entwickelt und der andere nicht", sagt Sergio Barazani, Erstautor der Studie von der University of California.

Sowohl die kranken als auch die gesunden Zwillinge entpuppten sich als genetisch völlig gleich, selbst epigenetische Unterschiede, also Veränderungen in der Regulierung der Gen-Aktivität durch chemische Modifikation der DNA, haben die Forscher nicht finden können. Genauso wenig konnten die Forscher Unterschiede im sogenannten Transkriptom ausmachen, das die Aktivität der Gene widerspiegelt. Das Transkriptom ist die Gesamtheit aller Boten-RNA-Moleküle, aus denen die Zelle die entsprechenden Eiweißmoleküle herstellt.

David Hafler, Neurologe an der Yale University im Bundesstaat Connecticut, beurteilt das Resultat dennoch als sehr wichtiges Negativergebnis - zumal es sich um eine besonders umfassende Genomanalyse handelt, die es so bisher nicht gegeben hat.

Das Immunsystem richtet sich gegen den eigenen Körper

Und doch stehen die Forscher wieder vor der Frage: Was löst dieses rätselhafte Nervenleiden aus? MS wird als Autoimmunkrankheit bezeichnet, weil das eigene Immunsystem das Isolationsmaterial der Nervenbahnen, die sogenannte Myelinscheide, zerstört. Erste Anzeichen machen sich meistens im frühen bis mittleren Erwachsenenalter bemerkbar. Später kommt es schubweise zu Entzündungen im Nervensystem - irgendwann fallen die Nervenverbindungen völlig aus.

Wieso sich das eigene Immunsystem aber gegen das Myelin richtet, bleibt unklar - in den vergangenen Jahrzehnten der MS-Forschung sind immer wieder scheinbar widersprüchliche Ergebnisse zutage getreten. Denn es gibt durchaus Belege, dass MS eine erbliche Komponente hat: Bei Zwillingen, von denen einer der beiden MS hat, ist das Risiko des anderen Zwillings, ebenfalls an MS zu erkranken, um 30 Prozent erhöht. Auch innerhalb der direkten Verwandtschaft eines MS-Patienten steigt das Risiko im Vergleich zur normalen Bevölkerung um fast fünf Prozent.

"Beide Zwillinge sind mit dem gleichen Set an genetischen Risikofaktoren für MS auf die Welt gekommen", sagt Kingsmore über die Probanden seiner Studie. Diese waren aber offenbar an sich nicht ausreichend, um die Krankheit auszulösen. "An irgendeinem Punkt muss es einen Auslöser gegeben haben, der bei einem der beiden Zwillinge zu MS führte und beim anderen nicht." Einflüsse aus der Umwelt zieht die Wissenschaft schon länger dafür in Betracht. Baranzini vermutet, dass eben einer der Zwillinge den entsprechenden schädlichen Umweltfaktoren ausgesetzt gewesen sein könnte.

Weiter wollten die Forscher der "Nature"-Veröffentlichung aber nicht über die Rolle der Umwelteinflüsse bei der Entstehung der Krankheit spekulieren. Nach aktuellem Kenntnisstand gibt es einige Theorien, wonach Faktoren wie etwa Mangel an Vitamin D während der Embryonalentwicklung ein Mitverursacher sein könnte. MS bleibt indes eine mysteriöse Krankheit und ein großes Rätsel in der Medizin.

cib

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insgesamt 4 Beiträge
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1. Eine Statistik von drei untersuchten Fällen
Gerdd 29.04.2010
ist ja noch nicht berauschend - allerdings muß man auch sehen, daß es wohl keine zigtausende Zwillingspaare gibt, bei denen eine/r an MS erkrankt ist. Aber bei drei untersuchten Fällen ist es wohl gewagt, das höhere Erkrankungsrisiko des anderen Zwillings oder der Verwandschaft über Erbanlagen zu erklären und die in der Regel ebenfalls gleichen Umwelteinflüsse als potenzielle Ursache ausschließen zu wollen. Was mir Kopfzerbrechen bereitet, ist, daß anscheinend bei gegebenen Anlagen ein auslösendes Element genügt, um einen unumkehrbaren Prozeß in Gang zu setzen. Viele Krankheiten kann man ja heilen, wenn die verursachenden Einflüsse gestoppt werden.
2. ...
petitelapine 29.04.2010
Ich bin selber in meinem engeren Umfeld mit dieser Krankheit konfrontiert, die der Wissenschaft noch immer so viele Rätsel aufgibt. Ich möchte dazu erstmal anmerken, dass zwar die progressive Form (wie im Artikel erwähnt), die meist im jüngeren Erwachsenalter auftritt und sich dann über "Sprünge" weiter verschlimmert, die am weitesten verbreitete Form ist, aber nicht die einzige. Es gibt auch eine Form, die erst im späten Alter (in "meinem" Fall ab ca. 60J.) auftritt und kontinuierlich fortschreitet. da weniger bekannt, dauert hier das Diagnoseverfahren entsprechend länger und die wenigen Behandlungsansätze können bei dieser Form noch weniger ausrichten. Was ich damit sagen will: MS ist eine äusserts komplexe und, leider, in der Öffentlichkeit wenig beachtete Krankheit. Die Medezin wird wohl noch lange brauche, um die dahinter stehenden Mechanismen zu verstehen und eine wirksame Therapie zu entwickeln. Ich möchte auch allen Betroffenen viel Mut wünschen im täglichen Kampf mit dieser Krankheit!
3. Sie bringen etwas durcheinander
blaubärt 30.04.2010
Zitat von GerddAber bei drei untersuchten Fällen ist es wohl gewagt, das höhere Erkrankungsrisiko des anderen Zwillings oder der Verwandschaft über Erbanlagen zu erklären und die in der Regel ebenfalls gleichen Umwelteinflüsse als potenzielle Ursache ausschließen zu wollen.
Sie bringen zwei Dinge durcheinander: in dieser Studie wurde an drei Zwillingspaaren das Genom nach Unterschieden durchforstet. Das im Artikel erwähnte erhöhte Erkrankungsrisiko von 30% stammt aus anderen Studien mit natürlich viel mehr Zwillingspaaren.
4. MS und CCSVI
Jan Richter 30.04.2010
Erwähnt werde sollte aber auf jeden Fall die Forschungen hinsichtlich Chronischer Gehirn-Kreislauf-Insuffizienz bei Patienten mit Multipler Sklerose (oder zumindest einigen Formen davon), die in den letzten Jahren für Schlagzeilen gesorgt hat und ganz neue Therapiemöglichkeiten bietet. Zahlreiche klinische Studien werden zur Zeit unternommen, um den Zusammenhang zwischen venösen Stenosen und MS zu klären.
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Das Erbgut
Genom
Das Genom bezeichnet das gesamte Erbgut eines Organismus. Außer bei einigen Viren besteht es immer aus DNA (Desoxyribonukleinsäure). Das Genom beinhaltet den Bauplan für die Produktion sämtlicher Proteine (Eiweißmoleküle), die ein Organismus zum Leben benötigt. Ein Gen ist ein Sequenzabschnitt auf dem Genom und beinhaltet die Erbinformation für ein Protein. Die einzelnen Bausteine der DNA sind vier verschiedene sogenannte Nukleinsäuren: A, C, T und G.
Messenger-RNA (mRNA)
Die mRNA ist eine Art Genabschrift oder Blaupause der DNA. Nur die mRNA kann von den Proteinfabriken der Zellen, den sogenannten Ribosomen gelesen werden. Sie gibt ihnen vor, in welcher Reihenfolge Aminosäuren - die Bausteine von Proteinen - für das jeweilige Protein zu verknüpfen sind.
Codon
Ein Codon ist eine Folge von drei Bausteinen (Nukleotiden oder Basen) der DNA und analog auch der mRNA. Ein Codon steht für eine bestimmte Aminosäure oder als Stoppsignal, welches das Ende einer Bauanweisung für ein Protein kennzeichnet.
Genetischer Code
Der genetische Code ist die Zuordnung der Basen-Dreiergruppen und der Aminosäuren. Da vier verschiedene Basen zur Auswahl stehen, umfasst der genetische Code insgesamt 64 Codons. Für die meisten Aminosäuren gibt es daher mehr als ein Codon. So stehen beispielsweise die Codons CAG und CAA für die gleiche Aminosäure, die Glutaminsäure.
Transfer-RNA (tRNA)
Die tRNAs übernehmen eine Adapterfunktion beim Bau der Proteine: Jede tRNA hat auf der einen Seite jeweils ein sogenanntes Anticodon, das passend zum Codon auf der mRNA ist. Auf der anderen Seite ist sie mit der zugehörigen Aminosäure beladen. Auf diese Weise wird der genetische Code auf der mRNA abgelesen und in die entsprechende Aminosäurekette zum Protein verwandelt. Dieser Prozess geschieht in den Ribosomen.