Gen-Chip Analyse zeigt genetische Muster bei angeborenen Herzfehlern

Neue Erkenntnisse zur Aufklärung von erblichen Herzleiden.

26.05.2003

In der Ausgabe der Zeitschrift "Circulation: Journal of the American Heart Association" vom 20. Mai 2003 beschreiben die Wissenschaftler aus der Abteilung von Prof. Hans Lehrach eine erste genomweite Studie über die Genexpression bei verschiedenen Erkrankungen des menschlichen Herzen d.h. es wurde analysiert, welche Gene bei den Herzerkrankungen aktiv sind. Die Genaktivität ist Voraussetzung für die Bildung von Proteinen.

Dazu wurden Gewebeproben von Patienten mit unterschiedlichen angeborenen Fehlbildungen des Herzmuskels (Morbus Fallot, Ventrikel-Septum-Defekt) mit Gewebeproben gesunder Herzen verglichen. Ziel der Studie war es, auf molekularer Ebene mehr über die biologischen Prozesse zu erfahren, welche entweder zur Fehlbildungen des Herzens führen können oder als Anpassung des Herzgewebes auf vorhandene Fehlbidungen entstehen.

"Die Genetik erblicher Herzkrankheiten weist auf die Existenz von Faktoren hin, die bei der Modifikation der Krankheit eine Rolle spielen" berichtet Frau Dr. Silke Sperling, Leiterin der Forschungsgruppe kardiovaskuläre Genetik am Max-Planck-Institut für molekulare Genetik in Berlin. "Aufgrund der gewebespezifischen Analysen der Genexpression lassen sich Gesetzmäßigkeiten der genetischen Regulation erkennen. So konnten wir je nach Art der Erkankung Aktivitätsunterschiede für bestimmte Gene identifizieren, welche Rückschlüsse auf die biologischen Prozesse, die bei der jeweiligen Erkrankung eine Rolle spielen, ermöglichen." berichtet die Mitarbeiterin von Prof. Lehrach. Die vorliegende Studie ist eine in großem Umfang durchgeführte Untersuchung von Mustern in der Genexpression in Gewebeproben von Patienten mit erblichen Herzerkrankungen und wurde in enger Zusammenarbeit mit Bioinformatikern des Institutes, vor allem mit Frau Dr. Anja von Heydebreck und dem Deutschen Herzzentrum Berlin durchgeführt.

Bisheriges Wissen über die Genetik von Herzdefekten wurde weitestgehend aus Untersuchungen am Tiermodell gewonnen. "Bekannte Gene, die in Zusammenhang mit diesen Krankheiten stehen, konnten bestätigt werden, aber was viel wichtiger ist, es wurden neue Gene identifiziert, deren Rolle bei der Ausprägung der Herzleiden nun studiert werden können." so Dr. Sperling. Erbliche Herzdefekte treten auf, wenn die pränatale Entwicklung des Herzens oder der Blutgefäße in der Nähe des Herzens gestört ist. Mit einer Häufigkeit von 8 von 1000 handelt es sich bei angeborenen Herzfehlern um die häufigsten Geburtsdefekte beim Menschen. "Obwohl einige Herzdefekte lediglich durch ein einzelnes Gen verursacht werden, vermuten Experten, dass die meisten Herzdefekte durch die Fehlfunktionen zahlreicher Gene verursacht werden" erklärt der Erstautor der Veröffentlichung, Bogac Kaynak.

Mit Hilfe der Microarray-Analyse können gleichzeitig dutzende (hunderte oder gar Tausende) von Genen ausgewertet werden. Diese Technik baut auf der Kartierung des kompletten menschlichen Genoms, die im wesentlichen abgeschlossen ist, auf und ergänzt diese.

Diese neuen Erkenntnisse bedeuten eine großen Schritt hin zum Verständnis des komplexen Geschehens bei der Herzentwicklung. Das Forscherteam hat Pläne für weitere Studien, die auf den vorliegenden Ergebnissen aufbauen. "Die Verbesserung unseres Verständisses für die zugrunde liegenden biologischen Prozesse bei den Erkrankungen stellt einen ersten Schritt für neue diagnostische und therapeutische Möglichkeiten dar," erläutert die verantworliche Autorin Dr. Silke Sperling. Eine mögliche Strategie könnte die Manipulation von Zellen hin zur Entwicklung neuer Herzmuskelzellen sein, welche bei Herzoperationen und Transplantationen notwendiges Herzgewebe liefern könnten.

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