Nachrichten vom anderen Ende der Medizin

Genetische Krankheiten

Genetische Krankheiten, alle Krankheiten, die durch Mutationen eines oder mehrerer Gene entstehen. Liegt die Veränderung in den Keimzellen (Eizellen, Spermien etc.) vor, dann ist sie erblich (Erbkrankheit). Bei einer Mutation des Erbguts anderer Körperzellen (somatische Mutation) wird die resultierende Krankheit nicht an nachfolgende Generationen weitergegeben. G.K. können sich als Chromosomenaberrationen durch Abweichung von der normalen Chromosomenanzahl oder –struktur zeigen, sie können durch Mutation in einem Gen monogen bedingt sein oder aufgrund mehrerer Genveränderungen als komplexe, multifaktoriell bedingte Krankheiten auftreten.

Es sind bisher ca. 3500 monogene Krankheiten bekannt, die vorwiegend genetisch bedingt sind. Diese Erkrankungen werden nach den Mendelschen Gesetzen weitervererbt.

Krankheiten, die durch die Mutation mehrerer Gene verursacht sind, folgen weniger regelmäßigen Vererbungsgesetzen

In fast der Hälfte aller Fehlgeburten sind Chromosomenanomalien die Ursache. Bei der Mehrzahl der angeborenen (kongenitalen) Störungen, Missbildungen und Krankheiten ist die Ursache unklar, häufig ist eine Kombination aus Umweltfaktoren und genetischen Ursachen verantwortlich. Ein und derselbe Defekt kann von verschiedenen Genen verursacht, aber auch durch Umweltfaktoren hervorgerufen sein. Darüber hinaus kann die Mutation eines einzigen Gens Symptome hervorrufen, die verschiedene Organe betreffen.

Monogen bedingte Krankheiten mit Mendelschem Erbgang

Autosomal dominanter Erbgang

Mehr als 900 autosomal dominant vererbte menschliche Erbkrankheiten sind bekannt, Beispiele sind die familiäre Hypercholesterinämie, die polyzystische Nierenkrankheit und die Huntington-Krankheit.

Eine Krankheit mit autosomal dominantem Erbgang kann bei beiden Geschlechtern auftreten, das krankmachende Gen liegt auf einem als Autosom bezeichneten Chromosom , d. h. nicht auf einem Geschlechtschromosom. Sie tritt auch bei Heterozygoten (Mischerbigen) auf, die ein mutiertes Gen von einem Elternteil und ein normales Gen vom anderen erhalten. Ein betroffener Heterozygoter wird zwei Sorten von Eizellen oder Spermien produzieren, die eine mit dem mutierten Gen und die andere mit dem gesunden Gen. Eine betroffene Person wird also in 50 % der Fälle die Krankheit an das Kind weitergeben. Der Homozygote (Reinerbige) für eine Mutation ist meistens sehr viel ernster erkrankt: Wenn es überhaupt zu Nachkommen kommt, werden alle Kinder ebenfalls an der Erkrankung leiden.

Die Ausprägung der Erkrankung ist nicht bei allen Betroffenen gleich, dies hängt von der Wirkung der anderen Gene und von Umweltfaktoren ab. Eine dominant vererbte Krankheit überspringt gelegentlich eine Generation. Dies hängt möglicherweise mit einer mangelnden Penetranz der Mutation ab: Eine Person kann offensichtlich diese Mutation tragen, aber nicht die Auswirkung zeigen. Er wird dieses Gen aber an seine Nachkommen weitergeben und dort wird die Erkrankung vielleicht wieder zu sehen sein.

Autosomal rezessive Vererbung

Ungefähr 600 Erbkrankheiten des Menschen stehen im Zusammenhang mit rezessiven Genen, das heißt ihre Auswirkungen werden von normalen dominanten Allelen überdeckt, sie zeigen sich phänotypisch nur bei Individuen, die homozygot (reinerbig) für das mutierte Gen sind. Ist nur ein Elternteil Träger dieses Gens, dann sind alle Nachkommen gesund. Sind beide Träger, dann werden 25 % der Kinder erkranken, ist einer der Elternteile selber erkrankt und der andere Träger des rezessiven Gens, dann erkranken 50 % der Kinder.

Viele der rezessiv vererbten Krankheiten betreffen Stoffwechselvorgänge, in der Regel fehlt ein Enzym oder es hat nicht die ausreichende Kapazität (z. B. Phenylketonurie oder Hämochromatose). Bei der Mukoviszidose fehlt ein funktionierendes Membranprotein für den Chloridtransport aus der Zelle, die erhöhte Salzkonzentration führt zur Produktion eines zähen Schleims, der die Bronchien verstopft. Thalassämie und Sichelzellenanämie sind autosomal rezessiv vererbte Krankheiten, die durch eine Strukturanomalie des Hämoglobins hervorgerufen werden.

Rezessive Gene sind sehr selten in der Bevölkerung, es passiert also nicht oft, dass beide Elternteile Träger sind. Häufiger kann dies auftreten, wenn beide Elternteile verwandt sind, denn dann haben sie eine größere Chance, beide das rezessive Gen von ihrem gemeinsamen Vorfahren geerbt zu haben.

Geschlechtsgebundene Vererbung

Beim Menschen gibt es etwa 115 Gene, die auf dem X-Chromosom liegen und keine Entsprechung auf dem Y-Chromosom finden. Diese Gene zeigen eine geschlechtsgebundenene Vererbung. Geschlechtsgebunden heißt: Es gibt keine Übertragung von dem Vater auf den Sohn. Die weibliche Überträgerin wird die Anlage auf 50 % ihrer Kinder übertragen; die betroffenen Söhne werden hemizygot sein und erkranken, die betroffenen Töchter sind (weitgehend) gesund und werden wieder heterozygote Überträgerinnen. Die meisten geschlechtsgebundenen Erkrankungen werden rezessiv vererbt, die Töchter zeigen üblicherweise keine ernsten Krankheitserscheinungen. Leichte Symptome können vorkommen, weil immer ein X-Chromosom der Frau inaktiviert als sog. Barr-Körperchen in der Zelle ruht. Die Entscheidung darüber, welches der beiden X-Chromosomen inaktiv sein wird, geschieht sehr früh und rein zufällig im Blastozystenstadium der Embyonalentwicklung, 4 bis 5 Tage nach der Befruchtung, wenn das entstehende Leben aus etwa 250 Zellen besteht. Alle Nachkommen der Zellen, deren krankes X-Chromosom in diesem Stadium aktiviert war, werden auch weiterhin das X-Chromosom mit der Mutation aktiviert haben. Umgekehrt gilt dasselbe natürlich auch für das andere X-Chromosom mit dem gesunden Gen. Es ist also vermutlich ein reiner Zufall in der frühen Embryonalentwicklung, in wie weit eine Überträgerin der X-chromosomal gebundenen Erkrankung später keine oder doch leichte Symptome der Erkrankung haben wird. (z. B.Hämophilie)

Das Fragile-X-Syndrom (Martin-Bell-Syndrom) ist eine geschlechtsgebundene rezessiv vererbte Erkrankung, die durch einen Bruch am Ende des langen Arms des X-Chromosoms charakterisiert ist. Der Phänotyp bei den betroffenen Männern ist eine leichte bis mäßige mentale Retardierung, typisches Aussehen mit großen Ohren und prominentem Kinn, ungewöhnlich großen Hoden und verschiedenen Verhaltensauffälligkeiten wie einer oft ausgeprägt witzigen Redeweise. Diese Erkrankung ist möglicherweise die zweithäufigste genetische Ursache für mentale Retardierung, die häufigste Ursache ist das Down Syndrom. Auch Frauen sind betroffen, allerdings meist nur mit diskreter Lernbehinderung.

Weitere Beispiele für geschlechtsgebunden vererbte Krankheiten sind die Duchenne Muskeldystrophie und die Bluterkrankheiten Hämophilie A und B.

Polygen verursachte Erbkrankheiten

Sehr viele Erkrankungen sind polygen, durch das Zusammenwirken mehrer Gene, verursacht. Bei vielen dieser genetischen Anlagen müssen bestimmte Umwelteinflüsse hinzutreten, um die Krankheit zum Ausbruch zu bringen, wie z. B. das Übergewicht beim Diabetes mellitus Typ II. Die genetischen Anteile von Psychosen wurden für die Schizophrenie und die manisch depressive Psychose untersucht. Besonders Zwillingsstudien lieferten beeindruckende Resultate für die Vererbbarkeit dieser beiden Erkrankungsgruppen. Der genaue Erbgang ist aber nicht aufgeklärt, vieles weist auf eine polygene Vererbung und einen starken Anteil an Umweltfaktoren bei der Manifestation und der Heilung hin.

Krankheiten durch Chromosomenveränderungen

Eines von 160 Neugeborenen hat eine Veränderung der Chromosomen, ungefähr die Hälfte der Veränderungen betrifft die Autosomen, die andere Hälfte die Geschlechtschromosomen. Diese Veränderungen können die Zahl oder die Struktur der Chromosomen betreffen. Allerdings zeigt die Inzidenz von Chromosomenveränderungen beim Neugeborenen nur die Spitze des Eisbergs, da die größte Mehrheit mit dem Leben nicht vereinbar ist und mit Totgeburt oder Fehlgeburt endet. Fehlt ein Chromosom und ist somit nicht als Paar, sondern nur einzeln vorhanden, spricht man von Monosomie. Bei der Trisomie ist ein Chromosom dreifach statt doppelt vorhanden, insgesamt besitzt der Betroffne also 47 statt 46 Chromosomen.

Die meisten zahlenmäßigen Veränderungen, die die Autosome betreffen, haben verheerende Konsequenzen; 97 % der Feten mit autosomalen Trisomien gehen verloren. Die, die geboren werden, sind stark erkrankt mit einer verkürzten Lebenserwartung, multiplen Missbildungen und geistiger Behinderung. Ein Chromosomenmosaik mit zwei Populationen von Zellen, eine mit autosomaler Trisomie und eine mit normaler Chromosomenausstattung, zeigt einen nicht so starken Effekt, abhängig davon, welcher Karyotyp in der Mehrheit der Zellen vorherrscht.

Autosomale Trisomie entwickelt sich, wenn die Keimzellen, die an der Befruchtung beteiligt waren, ein zusätzliches Autosom aufwiesen. Trisomien, die die Chromosomen 21,18 oder 13 betreffen, können zu Lebendgeburten führen. Von diesen hat die Trisomie 21 (das Down Syndrom) die größte Lebenserwartung. Zusätzlich zur geistigen Behinderung haben die Menschen mit Down Syndrom einen charakteristischen Gesichtsausdruck, sind klein und haben oft angeborene Herzfehler. Das Down Syndrom ist eine der häufigsten ernsten menschlichen G.K., es tritt weltweit bei einer von 600 Lebendgeburten auf. Das Risiko, ein Kind mit Trisomie 21 zu bekommen ist höher bei älteren Müttern, ungefähr 1:30 bei einer 45jährigen verglichen mit 1: 1000 bei einer Mutter Mitte Zwanzig.

Einige Menschen mit Down Syndrom haben die normale Anzahl von Chromosomen (46). Sie haben das normale Paar Nr. 21, ein drittes 21er Chromosom ist an ein anderes angefügt (transloziert). In diesen Fällen hat ein Elternteil vermutlich nur 45 Chromosomen, eines davon ist das tranlozierte. Phänotypisch erscheint der Vater oder die Mutter normal. Betrifft diese genetische Veränderung den Vater, dann ist das Risiko, ein Kind mit Down Syndrom zu bekommen ca. 3 bis 5 %, ist die Mutter betroffen liegt es bei 10%.

Sogar ein kleiner Verlust oder Zusatz von autosomalem Material erzeugt schwerwiegende Missbildungen und geistige Behinderung. Das cri-du-chat-Syndrom ist verbunden mit dem Verlust eines kleinen Segments des kurzen Arms von Chromosom Nr. 5. Als Neugeborene haben diese Kinder einen quäkenden Schrei so wie den einer Katze. Die geistige Behinderung ist normalerweise schwer.

Krankheiten mit Abweichungen bei der Zahl der Geschlechts-Chromosomen haben im Allgemeinen eine weniger ernste Prognose.

Eine Ausnahme ist die Frau mit nur einem X Chromosom (45, X0). Nur eine von 40 Schwangerschaften endet mit einer Lebendgeburt. Die Mädchen, die mit einem 45,X0 -Karyotyp (eine unter 3000) geboren werden, leiden unter dem Turner Syndrom. Die Mädchen sind kleinwüchsig, äußerlich sehen sie wie ein normales weibliches Kind aus, aber sehr häufig entwickeln sich die Eierstöcke nicht mit dem Resultat der Sterilität.

Eine erhöhte Zahl von Geschlechtschromosomen findet sich in einer von 400 Geburten. Obwohl gelegentlich Personen zwei, drei oder sogar vier extra X-Chromosomen aufweisen, haben Männer wie Frauen doch im Allgemeinen nur ein zusätzliches X-Chromosom. Mit zunehmender Zahl von zusätzlichen X-Chromosomen nimmt auch die Behinderung einschließlich der geistigen zu.

Die große Mehrheit der Menschen, die mit einem zusätzlichen Geschlechtschromosom geboren werden, erscheinen ganz normal. Sie wurden bisher nur identifiziert, wenn sie schwerwiegende Entwicklungsprobleme hatten. Daher waren die Informationen über Menschen mit einem zusätzlichen X – oder Y Chromosom extrem verfälscht. Das Chromosomen – Screening von Neugeborenen hat diese Kinder in einer unverfälschten Art und Weise identifiziert. Die Beratung der Eltern bei einer pränatalen genetischen Diagnostik ist dadurch sehr viel besser geworden.Die Auswirkung eines zusätzlichen Geschlechtschromosoms kann in großen Bereichen schwanken und hängt ganz wesentlich von der Unterstützung durch die Umwelt ab. Auffällige Körpergröße, Sprachverzögerung und Lernprobleme treten häufig auf.Ungefähr einer von 800 neugeborenen Jungen hat ein zusätzliches X (47,XXY). Ein unbekannter, aber signifikanter Anteil dieser Jungen zeigt als Erwachsener die Symptome des Klinefelter Syndroms: Hochwuchs, Unfruchtbarkeit und Gynäkomastie.

Ein zusätzliches Y Chromosom tritt bei einer von 1000 männlichen Neugeborenen auf (47, XYY). Menschen mit diesem Genotyp neigen dazu, groß zu werden und haben ein leicht erhöhtes Risiko für Lernprobleme in der Schule bei normaler Intelligenz.

Genetik und Krebs

90 % aller Krebsfälle hängen zusammen mit Umweltfaktoren (Karzinogenen), z. B. sind 30 % aller Krebstoten dem Zigarettenrauchen zuzuschreiben. Nur ca. 5 % aller Krebsformen haben einen ausgesprochenen genetischen Hintergrund. Bei Erkrankungen mit instabilem Chromosomen gibt es eine gesteigerte Tendenz zu Chromosomenbrüchen und Reparaturen, verbunden oft mit Fehlern im DNS-Reparatur-Mechanismus. Ein Beispiel ist die angeborene Aplastische Anämie (Fanconi Anämie). Menschen mit angeborenen Immunschwächekrankheiten, eine Gruppe von Einzelgenstörungen, die Fehler in der Immunantwort produzieren, entwickeln auch häufiger bösartige Tumore. Menschen mit Chromosomenanomalien, am meisten die mit einem Down Syndrom, haben ein erhöhtes Risiko Leukämie zu entwickeln.

Außerdem haben einige bösartige Gewebe spezifische Chromosomenschäden. Bei der Chronisch Myeolischen Leukämie (CML) z. B. findet man das Philadelphia Chromosom, eine Translokation einer Hälfte des langen Arms von Chromosom 22 an das Ende des langen Arms von Chromosom 9.

Auch bei den Krebsarten, die in erster Linie umweltbedingt sind, gibt es einige familiäre Tendenzen, Was hier vererbt wird, ist die Empfänglichkeit, besonders für die bösartigen Tumore, die in einem früheren Alter oder an vielen Stellen auftreten.

Obwohl er nicht oft ererbt wird, ist der Krebs ohne Zweifel eine Krankheit des genetischen Materials der Körperzellen mit der Folge einer unkontrollierten Zellteilung. Viele der Agenzien, die Krebs erregen (z. B. Röntgenstrahlen) verursachen auch Mutationen oder Chromosomenveränderungen.Ein Onkogen ist ein Gen, das die Umwandlung einer Körperzelle in eine Tumorzelle herbeiführt. Onkogene wurden erstmals in tumorerzeugenden Retroviren gefunden. Proto-Onkogene ähneln den Onkogenen, sie kommen in vielen Säugetierzellen vor und sind für die Steuerung von Zellwachstum und Teilung zuständig. Mutieren diese Proto-Onkogene zu Onkogenen, entwickelt sich bösartiges Wachstum.

Genetischer Schaden durch Umweltbedingungen

Eine große Zahl menschlicher Krankheiten wird durch Umweltfaktoren verursacht, die den genetischen Bestand der Körperzellen schädigen. Diese Einflüsse – Chemikalien, Strahlen und Viren – produzieren angeborene Missbildungen, Krebs und eine Vielzahl anderer Schäden.

Mutagene Chemikalien

Viele der chemischen Substanzen, die Mutationen hervorrufen, sind auch karzinogen (Krebs erzeugend). Zur Untersuchung der Mutagenität einer chemischen Substanz wird häufig der von dem Amerikaner Bruce Ames entwickelte Test verwendet. Es werden Salmonellen untersucht, die durch eine Einzelgenmutation die Fähigkeit verloren haben, auf einem bestimmten Medium zu wachsen, dem ein wichtiger Nährstoff fehlt. Nun wird die zu untersuchende Substanz hinzu gegeben. Anhand der gewachsenen Kolonien wird die Mutagenität abgeschätzt. Die Zahl der Rückmutationen muss über der Zahl der Spontanmutationen liegen, um einen Verdacht auf Mutagenität äußern zu können. Um möglichst ähnliche Verhältnisse wie beim Säugetier zu erreichen, wird dem Nährmedium ein Extrakt aus z. B. Rattenleber beigegeben. Hierdurch können sowohl harmlose Substanzen zu Mutagenen umgewandelt als auch Mutagene unschädlich gemacht werden.

Außer dem Ames -Test existieren eine ganze Reihe anderer Verfahren, die auch Säugetierzellen benutzen, um mutagene Wirkungen chemischer Substanzen abschätzen zu können. Die Mehrzahl der chemischen Substanzen, denen die Menschen in den industrialisierten Staaten ausgesetzt sind, ist noch nie auf Mutagenität untersucht worden. Von den untersuchten erwiesen sich 20 % als mutagen.

Ionisierende Strahlen

1926 setzte der amerikanische Genetiker Herman Joseph Muller Fruchtfliegen Röntgenstrahlen aus. Für seine Erkenntnis, dass ionisierende Strahlen Mutationen erzeugen, erhielt er 1947 den Medizin – Nobelpreis. Spätere Untersuchungen haben Mullers Erkenntnisse bestätigt und gezeigt, dass selbst medizinisches, diagnostisches Röntgen verbunden ist mit möglichen schädlichen mutagenen Wirkungen. Trotzdem war es schwierig, den genauen genetischen Effekt vor allem geringer Dosen zu quantifizieren. Ein Teil der Schwierigkeit besteht darin, sog. spontane Mutationen von solchen, die durch die Strahlung hervorgerufen wurden, zu unterscheiden. Der mutagene Effekt der Bestrahlung ist vermutlich kumulativ. Es gibt keinen Beweis dafür, dass es eine Dosis gibt, unterhalb der kein mutagener Effekt mehr auftritt. Die Anzeichen sprechen dafür, dass der mutagene Effekt einer Dosis, die auf einmal gegeben wird, größer ist als einer gleich großen Dosis, die über einen längeren Zeitraum verabreicht wird. Eine kleine Dosis für eine größere Bevölkerung macht mehr genetischen Schaden als eine große Dosis für eine kleine Gruppe.

Weil sie zukünftige Generationen betreffen, sind die genetischen Wirkungen auf Keimzellen die am schwersten fassbaren und am meisten kontrovers diskutierten Auswirkungen von ionisierenden Strahlen. Es ist eindeutig, dass die Bestrahlung der Gonaden und damit der Keimzellen genetisch unerwünscht ist, denn sie führen zu einem erhöhten Risiko sowohl für Punktmutationen als auch für Schädigungen der Chromosomen. Eine Keimzelle mit einer Mutation gibt nicht das ererbte elterliche Merkmal zur befruchteten Eizelle weiter sondern produziert eine verändertes, häufig defektes Merkmal, das vor allem bei rezessivem Erbgang erst in zukünftigen Generationen „ausgebrütet“ werden wird. Selbst eine kleine (diagnostische) Strahlendosis der Mutter erhöht z. B. das Risiko der Nachkommen für ein Down Syndrom.

Wird der Fetus einer relativ großen Dosis ausgesetzt, dann resultieren multiple Fehlbildungen, Wachstumsverzögerungen und Tod. Kleine Dosen produzieren keinen Geburtsfehler aber erhöhen das Risiko für Krebs im späteren Leben. Die meisten der schädlichen Auswirkungen von Röntgenstrahlen auf Körperzellen zeigen sich erst nach einer Verzögerung bis hin zu 20 oder 30 Jahren mit Krebs. Chronische Bestrahlung schwächt das Immunsystem und reduziert die Lebenserwartung. Aus diesem Grund müssen Ärzte, die Röntgenstrahlen anwenden, sicher sein, dass der Nutzen für den Patienten die biologischen Kosten aufwiegt. Eine akute Bestrahlung mit einer sehr hohen Dosis kann einen relativ schnellen, oft tödlichen Effekt auf den Körper haben (akute Strahlenkrankheit).

Infektionen

Eine Reihe von Infektionen während der Schwangerschaft erzeugt Defekte bei der Geburt. Die am besten untersuchte ist die Rötelninfektion. Die größte Anzahl von Schäden entsteht, wenn eine Schwangere Röteln zwischen der fünften und achten Woche nach der letzten Menstruation bekommt. Das kranke Baby kann einen angeborenen Herzfehler aufweisen, häufig sind geistige Retardierung, Taubheit und Katarakt. Der mutagene Effekt von Viren ist beim Menschen nicht so gut erforscht wie bei Tieren.

Humangenetische Beratung

Die humangenetische Beratung hilft Paaren, die bereits ein behindertes Kind haben oder in deren Familien genetische Erkrankungen aufgetreten sind. Der Humangenetiker versucht zu entscheiden, ob die Vererblichkeit durch ein einzelnes Gen gegeben ist, polygen oder chromosomal bedingt ist. Anhand der Familienvorgeschichte wird ein Stammbaum aufgestellt, der die Kalkulation des relativen Risikos erlaubt. Am einfachsten ist die Berechnung, wenn die zukünftigen Eltern Träger einer bekannten Erkrankung mit regelmäßigem Mendelschen Erbgang sind, wesentlich komplizierter, wenn der genetische Status nicht bekannt ist oder die Vererbung polygen erfolgt. Die Verwendung von Spendersamen ist eine Option, wenn der zukünftige Vater unter einer dominant erblichen Erkrankung leidet oder beide Partner Träger einer seltenen rezessiven Erkrankung sind. Intrauterine, pränatale Diagnostik ist eine Alternative, wenn eine Abtreibung bei feststellbarem schwerem Defekt in Frage kommt. Das Paar kann sich auch dafür entscheiden, das Risiko der Erkrankung des Kindes in Kauf zu nehmen, wenn die Krankheit leicht oder behandelbar erscheint. Schließlich kommt auch der Verzicht auf eigene Kinder und stattdessen vielleicht eine Adoption in Frage.

Pränataldiagnostik

Bei der Amniozentese wird in der 15ten bis 17ten Woche der Schwangerschaft unter lokaler Betäubung etwas Amnionflüssigkeit, die das Ungeborene in der Gebärmutter umgibt, für die Diagnostik entnommen. Die Flüssigkeit enthält abgeschilferte Haut- und Schleimhautzellen des Fötus. Diese fetalen Zellen werden kultiviert, eine Chromosomenanalyse und enzymatische Untersuchungen auf Stoffwechseldefekte durchgeführt. Mit Hilfe des Konzepts des Restriktionsfragmentlängen-Polymorphismus (RFLP) ist es möglich, genetische Defekte zu diagnostizieren. Restriktionslängen sind DNA-Fragmente. Sie entstehen durch die Behandlung der DNA mit Enzymen, den sog. Endonukleasen, die die DNA an bestimmten Erkennungsstellen zerschneidet. Nach dem Zerschneiden durch die Endonuklease werden die DNA-Fragmente in einer Gel-Elektrophorese der Größe nach aufgetrennt. Radioaktiv markierte DNA wird der Untersuchungsprobe hinzugefügt, sie lagert sich entsprechend der Gesetze der Basenpaarung an die aufgetrennte DNA –Probe an, die gewonnen DNS-Fragmente lassen sich identifizieren. Mutationen führen zu Änderungen der Basenreihenfolge in der DNS, die Erkennungsstellen für die Restriktionsenzyme gehen damit verloren und es werden nach einer Mutation Fragmente anderer Größe herausgeschnitten. Die gewonnenen Fragmente sind unterschiedlich bei jedem Individuum (Polymorphismus), aber ähnlich bei verwandten. Mitunter ist es möglich, eine Ähnlichkeit dieser DNA-Bruchstücke bei Trägern bestimmter Erbmerkmale festzustellen, dann kann die genetische Diagnose unter Zuhilfenahme des RFLP erfolgen.

Bei Neuralrohrdefekten enthält die Amnionflüssigkeit unnormal hohen Mengen eines normalen fetalen Proteins, das Alpha-Fetoprotein genannt wird. Wegen des invasiven Charakters wird die Amniozentese nur bei entsprechendem Verdacht auf eine ernsthafte Erkrankung durchgeführt. Eine häufige Indikation besteht bei Frauen, die nach dem 35. Lebensjahr schwanger werden, weil dann die Wahrscheinlichkeit des Down Syndroms stark ansteigt.

Der Nachteil der A. ist die relativ späte Diagnosestellung in der 19ten bis 21ten Schwangerschaftswoche, eine Abtreibung ist zu diesem Zeitpunkt mit einem großen psychischen Trauma verbunden.

Eine Alternative ist die Chorionzottenbiopsie, bei der schon ab der 11. Woche eine Probe der kindlichen Plazenta entnommen und auf genetische Defekte untersucht wird. Das Risiko einer Fehlgeburt ist etwas höher als bei der Amniozentese und Neuralrohrdefekte können nicht diagnostiziert werden, das körperliche und seelische Trauma der Abtreibung ist aber weitaus geringer.

Genetisches Screening

Das Neugeborenenscreening konzentriert sich auf die frühe kostengünstige, daher massenhaft durchführbare und zuverlässige Diagnose einiger angeborenen genetischen Fehler, deren Behandlung irreversible Schäden oder den Tod verhindern kann.

Anforderungen an diese Art des Screenings sind, dass es wirtschaftlich ist, logistisch durchführbar und zuverlässig in der rechtzeitigen Diagnose solcher Erkrankungen, deren Behandlung andauernde und irreversible Schäden und vielleicht sogar den Tod verhindern kann. Diese Erfordernisse sind gegeben bei einer Reihe von angeborenen Stoffwechselerkrankungen und Hormonstörungen, deren Vorhandensein in einem Tropfen Blut des Neugeborenen entdeckt werden kann. In Deutschland wird in der Regel am 3. Lebenstag eine Blutprobe auf ein Stück Filterpapier aufgetragen und getrocknet an ein Labor geschickt, das dafür ausgerüstet ist, eine große Zahl von Proben schnell und kostengünstig auf diese Erkrankungen zu untersuchen.

Eine andere Art des genetischen Screenings ist das Screening ausgewählter Bevölkerungsgruppen auf Empfänglichkeit gegenüber Umweltbelastungen. Dies ist z. B. gegeben bei dem erblichen Alpha-1-Antitrypsinmangel, Betroffene sollten nicht rauchen und keinen Arbeitsplatz mit erhöhter Abgas- und Staubbelastung haben. Diese Art des Screenings kann nur durchgeführt werden, wenn die Schweigepflicht des Untersuchers und das Schweigerecht des Untersuchten gegenüber Versicherungen und Arbeitgeber strikt eingehalten werden kann.

Auch die Suche nach gesunden Menschen, deren Gene eine Gefahr für die Gesundheit der zukünftigen Nachkommen darstellen, gehört zum genetischen Screening. Überträger – Screening – Programme haben ihre Berechtigung, wenn die Krankheit ernst ist und wenn der Test zuverlässig und kostengünstig ist. Auch hier ist es wesentlich, dass die Geheimhaltung gewahrt wird und die Überträger nicht sozial stigmatisiert werden. Screening Programme dieser Art wurden bei Juden osteuropäischen Ursprungs in Amerika durchgeführt, die häufig Überträger der Tay-Sachs-Krankheit sind. Die Rate dieser tödlichen Erkrankung konnte damit erheblich reduziert werden. Im Mittelmeerraum, z. B. in Griechenland wurden Bevölkerungsgruppen auf die Anlage zur Thalassämie untersucht.

Behandlung

Viele angeborene Stoffwechselerkrankungen lassen sich diätetisch gut beeinflussen. So kann die Auswirkung des mutierten Gens bei der Phenylketonurie verhindert werden, wenn das Essen wenig Phenylalanin enthält.

In vielen Fällen kann die Transplantation einer Leber, einer Niere oder von Knochenmark eine genetische Erkrankung dieser Organe heilen.Selbst eine Behandlung im Mutterleib ist möglich: z. B. bei der Herzinsuffizienz und Schildrüsenunterfunktion des Ungeborenen. Fetale Chirurgie kann bei bestimmten Veränderungen mit Verschlüssen im Harntrakt oder im Gehirn durchgeführt werden. Diese Art der Chirurgie erlaubt es, dass ein Baby ohne irreparablen Schaden geboren wird, so dass die definitive Korrektur nach der Geburt durchgeführt werden kann.

Die Übertragung eines normalen Gens auf einen Menschen, in dem dieses Gen defekt ist, käme einer ursächlichen Behandlung gleich. Diese Gentransfertherapie ist bisher beim Menschen noch nicht durchgeführt worden.

Die Übertragung könnte in die Gewebe erfolgen, die normalerweise das Gen exprimieren oder in die frühen Embryonalzellen. Nur die zweite Situation würde eine volle genetische Heilung bedeuten, in so fern als die genetische Reparatur durch die Keimbahn an zukünftige Generationen weitergegeben würde. Die erste Möglichkeit würde das erkrankte Individuum behandeln, aber das mutierte Gen wäre immer noch in der Keimzelle und könnte daher an die Nachkommen weiter gegeben werden. Die Möglichkeit des Gentranfers ergab sich aus Experimenten im Labor an Tieren. Zur Übertragung des Gens wurden chemische und physikalische Methoden (z. B. Mikroinjektion) sowie Viren als Genüberträger eingesetzt.

Bevor die Prozedur am Menschen eingesetzt wird, muss erst bewiesen werden, dass sie sicher ist: dass die Expression der übertragenen Gene reguliert werden wird, dass sie nur in den Zellen exprimiert werden, in denen es angebracht ist und das die übertragenen Zellen nicht karzinogen sind. Es gibt keine ethischen Bedenken bei einer Gentherapie, die nicht die Keimzellen verändert, weil diese Behandlung nur das Individuum und nicht seine Nachkommen betreffen würde. Eine Behandlung allerdings, die den genetischen Aufbau der Keimzellen betrifft, kann ernste ethische Bedenken erzeugen, weil sie auch (ungefragt) zukünftige Generationen betrifft. Sie ist in Deutschland nach dem Embryonenschutzgesetz unter Strafe gestellt.