Eine Person schaut auf ein animiertes Bild mit einem Genstrang

Ursache der Mukoviszidose

Mutationen als Ursache der Mukoviszidose

Mukoviszidose (zystische Fibrose, CF) ist eine angeborene, chronische und genetisch bedingte Erkrankung. Die Ursache für zystische Fibrose liegt in der Erbinformation, also unserer DNA: Im sogenannten CFTR-Gen treten Mutationen auf. Daher ist die Erkrankung auch nicht ansteckend, sondern wird von den Eltern vererbt.1

DNA, Gene und Proteine

INFOGRAFIK MOLEKULARE GRUNDLAGEN DER MUKOVISZIDOSE

 

Erbinformationen liegen in jeder Zelle unseres Körpers vor und werden in sogenannten Chromosomen gebündelt. Diese bestehen aus Desoxyribonukleinsäure, besser bekannt als DNA. Als Gene bezeichnet man Abschnitte der DNA, die als Bauanleitung für Proteine dienen. Diese Proteine sind für alle Abläufe im Körper wie zum Beispiel Bewegung, Atmung oder Verdauung verantwortlich. Sie bestimmen unter anderem auch das Aussehen des Körpers, beispielsweise die Augen- oder Haarfarbe.Veränderungen der DNA werden Mutationen genannt. Wenn sie auftreten, können die Gene und die nach dieser Bauanleitung hergestellten Proteine defekt sein. Das kann zur Entstehung von Erkrankungen – zum Beispiel Mukoviszidose - führen.1

Vererbung der Mukoviszidose

Von den meisten Genen hat jeder Mensch zwei Kopien, auch Allele genannt. Eine davon wurde von der Mutter geerbt, die andere vom Vater. Die Weitergabe einer Kopie an die nächste Generation erfolgt dabei zufällig.1 Personen mit CF tragen krankheitsverursachende Mutationen in beiden Kopien des CFTR-Gens. Menschen, bei denen nur eine Kopie des CFTR-Gens von einer krankheitsverursachenden Mutation betroffen ist, sind hingegen gesund. Sie können die defekte Kopie aber an ihre Kinder vererben und werden deshalb Träger genannt.1 Sind beide Eltern Träger, gibt es 4 unterschiedliche Kombinationsmöglichkeiten für die Weitergabe der Genkopien. Bei einer davon erhält das Kind zwei defekte Kopien des CFTR-Gens und erkrankt damit an zystischer Fibrose. Die Wahrscheinlichkeit, dass das Kind zweier Träger zystische Fibrose hat, liegt also bei 25 Prozent. Dies gilt für jedes einzelne Kind dieser Eltern und ist unabhängig von seinem Geschlecht.1

 

Grafik zur Erbfolge der genetischen Krankheit Mukoviszidose

Verschiedene Mutationen

Es gibt viele unterschiedliche Mutationen des CFTR-Gens, die sich auf verschiedene Schritte in der körpereigenen Herstellung des CFTR-Proteins auswirken. Deswegen treten die Krankheitssymptome bei manchen Personen mit zystischer Fibrose früher stärker ausgeprägt auf als bei anderen. Wenn CF-Erkrankte in beiden Kopien des CFTR-Gens die gleiche Mutation aufweisen, wird dies als homozygot bezeichnet. Heterozygote Menschen mit Mukoviszidose tragen hingegen zwei unterschiedliche Mutationen.1

Bisher wurden insgesamt mehr als 2.000 verschiedene Mutationen im CFTR-Gen identifiziert, von denen ein großer Anteil als krankheitsverursachend eingestuft wurde.2 Abhängig von der genauen Veränderung der DNA und des Proteins geben Wissenschaftler den Mutationen Namen, die meistens eine Kombination aus Buchstaben und Zahlen sind. Durch die sogenannte F508del-Mutation fehlt im Protein zum Beispiel ein kleiner Baustein an der 508. Stelle. Diese Mutation ist mit Abstand die am häufigsten auftretende Veränderung im CFTR-Gen: Sie macht weltweit und auch in Deutschland etwa zwei Drittel aller Mutationen aus.2,3 Da Personen mit Mukoviszidose auch zwei unterschiedliche Mutationen im CFTR-Gen aufweisen können, tragen in Deutschland sogar rund 85 Prozent von ihnen mindestens eine F508del-Mutation.3 Die 5 nächsthäufigsten Mutationen - G542X, G551D, N1303K, R117H und W1282X - haben weltweit nur eine Verbreitung von jeweils 1 bis 2,5 Prozent.2

Genotypisierung

Mit der sogenannten Genotypisierung kann ein Arzt den Genotyp eines CF-Patienten feststellen, also welche Mutationen in den beiden Kopien des CFTR-Gens genau vorliegen. Dazu wird in der Regel eine Blutprobe abgenommen oder es erfolgt ein Abstrich im Mund. Die in diesen Proben enthaltene DNA wird dann im Labor analysiert. Bei einer homozygoten Person mit Mukoviszidose könnte der Genotyp zum Beispiel F508del/F508del lauten, bei einer heterozygoten beispielsweise F508del/G542X. Den individuellen Genotyp zu kennen ist sehr wichtig, um eine auf den CF-Patienten zugeschnittene Behandlung zu ermöglichen. Außerdem kann er erste Hinweise auf den Krankheitsverlauf geben und die Teilnahme an klinischen Studien beeinflussen.1

 

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Referenzen

  1. Orenstein DM et al. Cystic Fibrosis: A Guide for Patient and Family. 4th ed. Philadelphia, PA: Lippincott Williams & Wilkins, 2011.

  2. Clinical and Functional Translation of CFTR (CFTR2). List of Current CFTR2 Variants. 24. September 2021. [Online]. Verfügbar unter: https://cftr2.org/mutations_history. [Zugriff am 05. Oktober 2021].

  3. Nährlich L et al. Mukoviszidose-Register Berichtsband 2019. Bonn, DE: Mukoviszidose e.V. & Mukoviszidose Institut GmbH, 2020.

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