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News: Aus zwei mach eins

Eine neu entwickelte Methode verbessert die Genauigkeit heutiger genetischer Tests zur Diagnose von Dickdarmkrebs, indem sie die beiden Kopien eines Gens, die in jeder Zelle vorhanden sind, voneinander trennt. Dies ermöglicht den Nachweis des defekten Gens, das sonst durch die gesunde Variante 'maskiert' wird. Die Technik könnte auch die Sensitivität von Diagnosetest für eine Reihe von weiteren Krebsarten sowie von neurologischen Störungen erhöhen.
Menschen besitzen in sämtlichen Zellen zwei verschiedene Ausführungen jedes Gens. Eine davon stammt von der Mutter und eine vom Vater. Moderne genetische Tests haben das Problem, dass eine intakte Ausführung das Vorkommen eines fehlenden oder mutierten Gens verdecken kann. In Fällen, in denen dieses "Maskieren" auftritt, bleibt der genetische Defekt unentdeckt oder sein Nachweis fällt sehr viel schwächer aus.

"Wir haben dieses Problem überwunden, indem wir einfach die beiden Allele (also die verschiedenen Ausführungen des Gens) voneinander getrennt und einzeln untersucht haben", erklärt Bert Vogelstein vom Howard Hughes Medical Institute (HHMI) des John Hopkins University Oncology Center. Aus diploiden Zellen (mit doppeltem Chromosomensatz) machten die Forscher monoploide (mit einfachem Chromosomensatz).

Die Umwandlungsmethode beginnt mit der elektrisch induzierten Fusion von menschlichen Zellen, die möglicherweise ein mutiertes Gen enthalten, mit bestimmten Mäusezellen, welche die Forscher speziell hierfür entwickelt haben. Diesen Mäusezellen fehlt der Mechanismus, der kontinuierlich fremde Chromosomen erkennt und zerstört. Somit können sie als Aufnahmebecken funktionierender menschlicher Gene dienen. Da unfusionierte Zellen nicht die in die Mäusezellen eingeschleusten Resistenzgene besitzen, können sie durch Antibiotika abgetötet werden. Dadurch erhalten die Forscher eine Mischung von Fusionsprodukten, so genannte Hybriden, deren RNA Aufschluss darüber gibt, welche Ausführung des Gens sie enthalten. Die Zellen mit dem defekten Allel können dann von den Forschern isoliert und für den Diagnosetest verwendet werden, der sehr viel sensitiver ausfällt, als wenn man ihn mit Zellen ausführt, in denen beide Varianten vorliegen.

Die Qualität ihrer Methode bewiesen die Wissenschaftler, indem sie das Vorkommen von mutierten Genen in 22 Patienten mit erblicher nonpolypösen colorectalem Krebs nachwiesen. Mit herkömmlichen genetischen Tests konnten dagegen nur bei zehn dieser 22 Personen ein Gendefekt detektiert werden.

Vogelstein und seine Kollegen sind der Überzeugung, dass sich diese Umwandlungstechnik auf eine ganze Reihe von genetischen Tests anwenden lässt. "Die Sensitivität der Nachweise von anderen Krankheiten wird vermutlich von der Art der Mutation abhängen", schätzt er. "Aber die Genauigkeit sollte bei vielen von ihnen ähnlich verbessert werden." Und durch den neuen Ansatz können für bestimmte erbliche Darmkrebstypen buchstäblich alle in einem Gen vorhandene Mutationen erkannt werden.

"Die Methode ist so einfach, dass die Kosten für genetische Krankheitsdiagnosen durch das Einführen dieser Technik in klinischen Labors nicht erheblich ansteigen werden", sagt Vogelstein. Und tatsächlich könnte die Umwandlungstechnik die Kosten sogar in einigen Fällen reduzieren, da effizientere Tests eingesetzt werden können.

Die Umwandlungsmethode könnte auch die Grundlagenforschung über die Mechanismen die Krebs hervorrufen vorantreiben, erklärt Vogelstein. "Es gibt zum Beispiel viele Familien mit bestimmten erblichen Arten von Dickdarmkrebs, in denen noch keine Mutation gefunden wurde. Entweder haben sie einen genetischen Defekt, der durch die konventionellen Tests nicht detektiert werden konnte, oder sie tragen eine Mutation in einem noch unbekannten Gen. Die Entdeckung dieser Gene wäre nicht nur für Diagnosetests nützlich, sondern könnte helfen, den dem Krebs zu Grunde liegenden Mechanismus besser zu verstehen."

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