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Neue Methode zur molekularen Diagnose von mitochondrialen Defekten etabliert

08.11.2010
Zusammenhänge auch mit Diabetes und Parkinson

Krankheiten wie Parkinson und Diabetes künftig leichter zu diagnostizieren und zu therapieren – diesem Ziel sind Forscher des Helmholtz Zentrums München und der Technischen Universität München einen Schritt näher gekommen.


Mitochondriales Netzwerk (grün) in Fibroblasten.
Foto: Helmholtz Zentrum München

Sie haben durch Exom-Sequenzierung* eines einzelnen Patienten einen Gendefekt identifiziert, der die Atmungskette beim Mitochondrialen Komplex I* behindert und eine Stoffwechselstörung auslöst.

Die neue Methode markiert eine drastische Verbesserung der molekularen Diagnose und bietet möglicherweise gezielte Therapieansätze für die Patienten. Nature Genetics veröffentlicht die Ergebnisse in der aktuellen Online-Ausgabe.

Das Gen ACAD9 kann, wenn es Mutationen enthält, einen Defekt des Mitochondrialen Komplex I* und damit Veränderung in energetisch aufwändigen Organen wie Gehirn, Herz oder Auge auslösen. Fehlfunktionen von Mitochondrien werden bei der Entstehung der Parkinson-Erkrankung und des Diabetes beobachtet. Symptome dieser Erkrankungen treten auch bei Patienten mit Komplex I-Störungen auf. Dies fanden Wissenschaftler des Helmholtz Zentrums München und der Technischen Universität München um Dr. Holger Prokisch und Prof. Dr. Thomas Meitinger mittels einer Exom-Sequenzierung* heraus. Das besondere daran: Die Genomanalyse* eines einzigen Patienten mit einer seltenen Erkrankung reichte den Forschern, um AKAD9 als Risikofaktor zu identifizieren. Bislang wurde dieses Gen mit dem Fettstoffwechsel in Zusammenhang gebracht.

„Wir möchten diese Erkenntnisse nutzen, um künftig Patienten, die an mitochondrialen Erkrankungen leiden, eine konkrete molekulare Diagnose stellen zu können“, sagt Dr. Holger Prokisch. Denn je früher die Diagnose gestellt wird, desto schneller können Therapiemaßnahmen getroffen werden. Dies ist bei den jetzt gefundenen Mutationen im ACAD9 bereits möglich: Hier kann gezielt mit der Therapie mit Riboflavin begonnen werden. Generell wird die Methode der Exom-Sequenzierung es ermöglichen, bisher nicht identifizierte Mutationen bei seltenen Erkrankungen zu diagnostizieren. Untersuchungen seltener Erkrankung bei Kindern liefern oft wichtige Hinweise für häufige Erkrankungen bei Erwachsenen.

Weitere Informationen

Hintergrund

* Genomanalyse: Ein Verfahren, welches der Ermittlung der Erbanlagen eines Menschen dient. Dabei werden gezielt nach Bereichen gesucht, die beim Träger krankheitsauslösend sein können.

* Mitochondrialer KomplexI Defekt: Ist ein Defekt der Atmungskette in den Mitochondrien bei dem im ersten Schritt Elektronen durch die Zellmembran transportiert werden. Als Folge werden die Zellen nicht ausreichende mit Energie versorgt. Pathogene Auswirkungen hat das besonders auf Gewebe mit hohem Energiebedarf wie dem Gehirn (wichtig bei Parkinson) oder den endokrinen Organen (wichtig bei Diabetes).

* Exom-Sequenzierung: Methode, um nur diejenige DNS zu analysieren, die wirklich für Proteine oder andere funktionelle Produkte codiert: das sind nur circa 1,5 % der gesamten DNS.

Original-Publikation:

Haack, T. et al. (2010) Exome sequencing identifies ACAD9 mutations as a cause of complex I deficiency, Nature Genetics: Advance online publication: http://dx.doi.org/10.1038/ng.706

Das Helmholtz Zentrum München ist das deutsche Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt. Als führendes Zentrum mit der Ausrichtung auf Environmental Health erforscht es chronische und komplexe Krankheiten, die aus dem Zusammenwirken von Umweltfaktoren und individueller genetischer Disposition entstehen. Das Helmholtz Zentrum München beschäftigt rund 1.700 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter. Der Hauptsitz des Zentrums liegt in Neuherberg im Norden Münchens auf einem 50 Hektar großen Forschungscampus. Das Helmholtz Zentrum München gehört der größten deutschen Wissenschaftsorganisation, der Helmholtz-Gemeinschaft an, in der sich 16 naturwissenschaftlich-technische und medizinisch-biologische Forschungszentren mit etwa 30.000 Beschäftigten zusammengeschlossen haben.

Die Technische Universität München (TUM) ist mit rund 460 Professorinnen und Professoren, 7.500 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern (einschließlich Klinikum rechts der Isar) und 25.000 Studierenden eine der führenden technischen Universitäten Europas. Ihre Schwerpunktfelder sind die Ingenieurwissenschaften, Naturwissenschaften, Lebenswissenschaften, Medizin und Wirtschaftswissenschaften. Nach zahlreichen Auszeichnungen wurde sie 2006 vom Wissenschaftsrat und der Deutschen Forschungsgemeinschaft zur Exzellenzuniversität gewählt. Das weltweite Netzwerk der TUM umfasst auch eine Dependance in Singapur. Die TUM ist dem Leitbild einer unternehmerischen Universität verpflichtet.

Institut für Humangenetik des Helmholtz Zentrums München und der Technischen Universität München: Das Institut beschäftigt sich mit der Identifizierung von Erkrankungsgenen und der Charakterisierung ihrer Funktionen. Zentrales Ziel ist es, krankheitsrelevante Genvarianten bei Mensch und Maus zu finden sowie Techniken zur Chromosomenanalyse und neue Methoden für die Bearbeitung spezifischer Fragestellungen im Bereich der prä- und postnatalen Diagnostik und der Tumorzytogenetik zu entwickeln.

Ansprechpartner für die Medien

Sven Winkler, Helmholtz Zentrum München - Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt (GmbH), Ingolstädter Landstraße 1 85764 Neuherberg . Tel.: 089-3187-3946 . Fax 089-3187-3324, Internet: http://www.helmholtz-muenchen.de, E-Mail: presse@helmholtz-muenchen.de

Fachlicher Ansprechpartner

Dr. Holger Prokisch, Institut für Humangenetik des Helmholtz Zentrums München und der Technischen Universität München, Ingolstädter Landstr. 1, 85764 Neuherberg, Tel.: 089-3187-2890, Fax: 089-3187-3297, E-Mail: prokisch@helmholtz-muenchen.de

Michael van den Heuvel | Helmholtz-Zentrum
Weitere Informationen:
http://www.helmholtz-muenchen.de

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