Die DNA-Sequenzierung ist noch längst keine Routinetechnik für die Diagnose, aber Fälle wie der von Nicholas Volker zeigen, welch enormes Potenzial sie für die medizinische Praxis birgt. Nicholas, ein kleiner Junge aus Wisconsin in den USA, litt an einer rätselhaften, lebensbedrohlichen Krankheit. Erst eine Sequenzierung seines Genoms führte schließlich zur richtigen Diagnose.
Nicholas Volker war noch keine zwei Jahre alt, als er die ersten Symptome einer chronisch-entzündlichen Darmerkrankung zeigte. Die Krankheit bohrte große Kanäle durch die Darmwand, sogenannte Fisteln, durch die Kot in den Körper austrat. Immer mehr Kanäle bildeten sich und lösten große Schmerzen und eine gefährliche Entzündung des Körpers, eine Sepsis, aus.
Die Nadel im Heuhaufen
Nicholas' Symptome ähnelten der Krankheit Morbus Crohn, doch die Probleme des Jungen konnten durch die übliche Behandlung nicht gelindert werden. Auch nach vielen Tests und Analysen kamen die Ärzte zu keiner verlässlichen Diagnose. Mehr als hundert Mal war Nicholas im Operationssaal, oft in Lebensgefahr.
"Ich hatte die ganze Zeit im Hinterkopf, dass diese Krankheit auf keinen Fall von einem normalen Genom ausgelöst werden konnte", sagte Alan Mayer, Kinderarzt am Children's Hospital of Wisconsin. Theoretisch war es zwar möglich, die Genmutation, die für Nicholas' Krankheit verantwortlich war, durch Sequenzierung seines Genoms zu identifizieren. In der Praxis glich dies jedoch der Suche nach der Nadel im Heuhaufen, denn jeder Mensch hat tausende Genmutationen - jede davon könnte mit einer Krankheit in Zusammenhang stehen. Trotzdem wagten Mayer und Howard Jacob, der Leiter des Human and Molecular Genetics Center, den Versuch.
Exomsequenzierung mit Roche-Technologie
Mit Sequenziergeräten der Firma Roche untersuchte Jacobs mit einem Team aus neun Fachleuten die Gene von Nicholas. Sie konzentrierten sich auf das Exom. Dieser Teil des Genoms enthält alle Gene, die Proteine des Körpers kodieren. Das Exom macht nur ein Prozent des menschlichen Genoms aus, enthält aber 85 Prozent der Mutationen, die für schwere Krankheiten verantwortlich sein können.
Die Experten verglichen die DNA von Nicholas mit DNA von gesunden Personen. Sie fanden 16.124 Genmutationen in Nicholas' Exom. Nach vier Monaten Arbeit identifizierten sie eine ungewöhnlich Mutation. Sie war der Grund dafür, dass ein Protein, das das Immunsystem davon abhält, den Darm anzugreifen, nicht korrekt produziert wurde. Dies verursachte wahrscheinlich Nicholas' Darmerkrankung. Zudem führt diese Mutation zu einer sehr seltenen Krankheit, dem Purtilo-Syndrom, das nur bei Männern auftritt. Das Purtilo-Syndrom störte die Abwehr von Nicholas' Körper gegen das Epstein-Barr-Virus, welches eines der beim Menschen am häufigsten auftretenden Viren ist. Die einzige Heilungsmöglichkeit besteht in einer Knochenmarkstransplantation. Die Ärzte beschlossen, die Transplantation durchzuführen - mit Erfolg: Nicholas kann heute wieder normales Essen zu sich nehmen, und seine weitere Prognose ist gut.
Die Zukunft der Diagnostik
Bisher hat die DNA-Sequenzierung keine Zulassung für die Diagnostik, sodass die Verantwortung für ihre Anwendung bei den Laboren liegt. Doch Nicholas' Beispiel zeigt die Möglichkeiten dieser Technik. Noch sind die Kosten für eine Gensequenzierung hoch, aber die Entwicklung schreitet rasant voran. In Zukunft könnten viele Patienten von der DNA-Sequenzierung und wie Nicholas von einer personalisierten Medizin profitieren.
Nicholas Volker war noch keine zwei Jahre alt, als er die ersten Symptome einer chronisch-entzündlichen Darmerkrankung zeigte. Die Krankheit bohrte große Kanäle durch die Darmwand, sogenannte Fisteln, durch die Kot in den Körper austrat. Immer mehr Kanäle bildeten sich und lösten große Schmerzen und eine gefährliche Entzündung des Körpers, eine Sepsis, aus.
Die Nadel im Heuhaufen
Nicholas' Symptome ähnelten der Krankheit Morbus Crohn, doch die Probleme des Jungen konnten durch die übliche Behandlung nicht gelindert werden. Auch nach vielen Tests und Analysen kamen die Ärzte zu keiner verlässlichen Diagnose. Mehr als hundert Mal war Nicholas im Operationssaal, oft in Lebensgefahr.
"Ich hatte die ganze Zeit im Hinterkopf, dass diese Krankheit auf keinen Fall von einem normalen Genom ausgelöst werden konnte", sagte Alan Mayer, Kinderarzt am Children's Hospital of Wisconsin. Theoretisch war es zwar möglich, die Genmutation, die für Nicholas' Krankheit verantwortlich war, durch Sequenzierung seines Genoms zu identifizieren. In der Praxis glich dies jedoch der Suche nach der Nadel im Heuhaufen, denn jeder Mensch hat tausende Genmutationen - jede davon könnte mit einer Krankheit in Zusammenhang stehen. Trotzdem wagten Mayer und Howard Jacob, der Leiter des Human and Molecular Genetics Center, den Versuch.
Exomsequenzierung mit Roche-Technologie
Mit Sequenziergeräten der Firma Roche untersuchte Jacobs mit einem Team aus neun Fachleuten die Gene von Nicholas. Sie konzentrierten sich auf das Exom. Dieser Teil des Genoms enthält alle Gene, die Proteine des Körpers kodieren. Das Exom macht nur ein Prozent des menschlichen Genoms aus, enthält aber 85 Prozent der Mutationen, die für schwere Krankheiten verantwortlich sein können.
Die Experten verglichen die DNA von Nicholas mit DNA von gesunden Personen. Sie fanden 16.124 Genmutationen in Nicholas' Exom. Nach vier Monaten Arbeit identifizierten sie eine ungewöhnlich Mutation. Sie war der Grund dafür, dass ein Protein, das das Immunsystem davon abhält, den Darm anzugreifen, nicht korrekt produziert wurde. Dies verursachte wahrscheinlich Nicholas' Darmerkrankung. Zudem führt diese Mutation zu einer sehr seltenen Krankheit, dem Purtilo-Syndrom, das nur bei Männern auftritt. Das Purtilo-Syndrom störte die Abwehr von Nicholas' Körper gegen das Epstein-Barr-Virus, welches eines der beim Menschen am häufigsten auftretenden Viren ist. Die einzige Heilungsmöglichkeit besteht in einer Knochenmarkstransplantation. Die Ärzte beschlossen, die Transplantation durchzuführen - mit Erfolg: Nicholas kann heute wieder normales Essen zu sich nehmen, und seine weitere Prognose ist gut.
Die Zukunft der Diagnostik
Bisher hat die DNA-Sequenzierung keine Zulassung für die Diagnostik, sodass die Verantwortung für ihre Anwendung bei den Laboren liegt. Doch Nicholas' Beispiel zeigt die Möglichkeiten dieser Technik. Noch sind die Kosten für eine Gensequenzierung hoch, aber die Entwicklung schreitet rasant voran. In Zukunft könnten viele Patienten von der DNA-Sequenzierung und wie Nicholas von einer personalisierten Medizin profitieren.
