Medizin: Gene im Lebenswandel

In vielen Genen sind nur Möglichkeiten angelegt: Ob sie zum Tragen kommen, hängt von uns ab© Johnny Moin

Der Psychosomatiker und Internist Joachim Bauer vom Universitätsklinikum Freiburg kommt in Fahrt, wenn er darüber spricht, wie viel Geld jährlich ausgegeben wird für die Suche nach kleinsten Mutationen im menschlichen Genom, die angeblich Krebs entstehen lassen können, Schizophrenie oder Alzheimer. "Viele Mediziner glauben immer noch an ein veraltetes, simples Weltbild, in dem das Erbgut starr und unveränderlich unser Schicksal vorgibt. Dabei stehen die Gene in ständigem Austausch mit der Umwelt und reagieren extrem flexibel auf Einflüsse von außen."

In seinen Büchern plädiert Bauer für die Epigenetik, einen Forschungszweig, der einen Paradigmenwechsel aller Wissenschaften vom Leben einläuten und zum baldigen Ende einer Weltanschauung führen könnte, nach der der Mensch eine Marionette seiner Gene ist. Eine biologische Maschine, deren Erbgut nicht nur ihr Aussehen unabänderlich vorherbestimmt, sondern auch Krankheitsrisiken und die Persönlichkeit.

Die zentrale Aussage der Epigenetik lautet: Nicht nur die Gene prägen den Menschen, der Mensch prägt auch seine Gene. Joachim Bauer prophezeit: "Die Erkenntnisse werden unser Verständnis von der Entstehung, Therapie, aber auch von der Vorbeugung von Krankheiten revolutionieren."

Wie weit reichen die Schlussfolgerungen der Epigenetik?

Derzeit streiten Genetiker, Pharmakologen und Neurowissenschaftler, wie weitreichend schon Schlussfolgerungen aus den bisherigen Forschungsergebnissen gezogen werden dürfen. Schließlich beruhen diese noch zu einem großen Teil auf Tierversuchen, die Erkenntnisse daraus lassen sich also oft nicht eins zu eins auf den Menschen übertragen.

Unstreitig aber werfen sie große Fragen auf: Können psychische Traumata in der frühen Kindheit das Erbgut verändern und so später zu einer Depression führen? Wenn sich Menschen falsch ernähren, setzen sie damit in ihrem Körper Gene außer Gefecht, die sie vor Krebs, Diabetes oder Herzinfarkt schützen? Und sind epigenetische Veränderungen im Erbgut möglicherweise so stabil, dass die Betroffenen sie sogar an ihre Kinder und Enkel vererben? Dass also zum Beispiel ein junger Mann auf die Gesundheit seines künftigen Sohnes Einfluss nimmt, wenn er raucht oder sich ausschließlich von Junkfood ernährt - lange bevor er ihn zeugt.

Für die Therapie wie für die vorbeu¬gende Behandlung noch nicht eingetretener Krankheiten berge die Epigenetik ungeahnte neue Möglichkeiten, sagt Ru¬dolf Jaenisch, Molekularbiologe am Massachusetts Institute of Technology in Boston und einer der Pioniere dieses Forschungszweigs. "Das Tolle ist: Epigenetische Veränderungen im Erbgut kann man wieder rückgängig machen, ganz im Gegensatz zu Genmutationen."

Am Anfamg stand ein Rätsel

Am Anfang des Siegeszuges der Epigenetik stand ein Rätsel, das die Wissenschaftler lange nicht lösen konnten: Das Erbgut des Menschen enthält sehr viel anscheinend nutzloses Material. Die Erb¬substanz, das sind 23 doppelsträngige DNS-Fäden, die in den Kernen jeder Körperzelle liegen. Wie auf einer Perlenkette sind auf ihnen die bis zu 25.000 Gene nacheinander aufgereiht. Zwischen den einzelnen Perlen aber entdeckten die Forscher lange Strecken DNS, die zwar genauso aufgebaut sind wie die Gene - auch sie bestehen aus langen Abfolgen der immer gleichen vier Basen -, aber sie schienen keine Funktion zu haben.

Nur vier Prozent der DNS bewirken, was man bislang für deren einzige Aufgabe hielt: Sie liefern den Bauplan für die Eiweiße, die den lebenden Organismus schaffen und den Stoffwechsel funktionieren lassen. Wozu die anderen 96 Prozent dienen, konnten die Genetiker nicht befriedigend beantworten. Manche bezeichneten sie abfällig als "Schrott-DNS".

Heute beginnt man zu erkennen, dass hier der große Baukasten der Evolution versteckt ist. Diese DNS-Abschnitte besitzen die Fähigkeit, Gene an- und abzuschalten sowie das ganze Genom umzubauen. Und sie sind es auch, die sich intensiv mit der Umwelt austauschen und, sozusagen "in ständiger Absprache", einen Zeitplan aufstellen, wann im Leben eines Menschen Gene aktiv werden sollen und wann sie wieder stumm geschaltet werden. Einige zum Beispiel sind nur so lange aktiv, wie der Mensch wächst, und werden um das 18. Lebensjahr herum stillgelegt. Wenn irgendein Umweltfaktor sie später wieder in Gang setzt, kann Krebs entstehen.

Gene sind stark von außen beeinflussbar

Dass die Erbsubstanz stark von außen beeinflussbar ist, dafür lieferte die Zwillingsforschung schon frühe Hinweise. Eineiige Zwillinge werden sich im Lauf ihres Lebens immer unähnlicher, vor allem dann, wenn sie in unterschiedlichen Umgebungen aufgewachsen sind. Wissenschaftler vom Madrider Krebsforschungszentrum fanden heraus: Manche Gene waren bei einem der Zwillinge durch ein Molekül "versiegelt" und dadurch deaktiviert.

Die Mediziner interessieren sich heute sehr für dieses Schlüsselmolekül, eine Methylgruppe, die wie ein An- und Ausschalter für Gene fungiert. Dort, wo die simplen Verbindungen aus einem Kohlenstoffatom und drei Wasserstoffatomen am Erbgut andocken, wird ein Gen nicht mehr abgelesen. Es bleibt künftig "stumm". Die Körperzelle stellt das Eiweiß nicht mehr her, dessen Bauplan in diesem Gen verschlüsselt vorlag.

Ob das gut ist oder schlecht, hängt vom Einzelfall ab. Manchmal wird auf diese Weise ein Gen unterdrückt, das Menschen vor Krebs schützt. In vielen Fällen sorgen die Methylgruppen dafür, dass Gene stumm bleiben, die sonst schädliche Wirkungen entfalten würden.

Nützliche Gene im Alter ausgeschaltet

Mit zunehmendem Alter gerät beim Menschen - und bei fast allen Tieren und Pflanzen - der Methylgruppenstoffwechsel in Unordnung. Nützliche Gene werden abgeschaltet, schädliche Gene aktiviert. "Dieses Durcheinander im Methylgruppenstoffwechsel der Zelle spielt auch eine zentrale Rolle für die Entstehung vieler Arten von Krebs, darin sind sich die führenden Wissenschaftler heute einig", sagt Rudolf Jaenisch.

Dass Menschen durch ihre Ernährung das Erbgut direkt beeinflussen können, steht für ihn außer Frage. Als Beispiel verweist er auf Darmkrebs: Schon lange sei bekannt, dass Menschen ein erhöhtes Risiko dafür entwickeln, wenn sie über lange Jahre viel Fleisch und Fett, jedoch wenig Gemüse und Obst essen. Verantwortlich dafür könnte unter anderem ein Mangel an Folsäure sein - ein Vitamin, das eine zentrale Rolle für den Methylstoffwechsel in den Zellen spielt. Menschen, die an Folsäuremangel litten, erkrankten häufiger an Darmkrebs. Jaenisch: "Es scheint sicher, dass es sich die Gene merken, wenn man sich zum Beispiel nur von Hamburgern und Pommes frites ernährt, in denen nur wenig Folsäure vorkommt."

Es häufen sich Hinweise dafür, dass neben der Ernährung auch traumatische Ereignisse Spuren im Erbgut hinterlassen. Am 11. September 2001, an dem zwei Flugzeuge ins World Trade Center flogen, erlitten viele Menschen in New York ein schweres psychisches Trauma. Florian Holsboer vom Max-Planck-Institut für Psychiatrie in München untersuchte 20 Augenzeugen, die bis heute infolge der Anschläge unter einer schweren posttraumatischen Belastungsstörung leiden, die sich in Ängsten, Schlaflosigkeit, Depressionen und vielen anderen Symptomen äußern kann.

Nine Eleven hinterließ Spuren im Erbgut

Der Wissenschaftler entnahm ihnen weiße Blutkörperchen und verglich deren Erbgut mit dem von 20 Menschen, die ebenfalls den Anschlag miterlebt hatten, aber heute psychisch gesund sind. Bei den Menschen mit posttraumatischer Belastungsstörung war eine Vielzahl von Genen überaktiv, die in der Verarbeitung von Stress eine Rolle spielten. Holsboer geht davon aus, dass diese Gene nicht nur in den Blutzellen, sondern auch in den für die Stressverarbeitung zuständigen Hirnregionen überaktiv sind: "Das heißt: Der 11. September hat seine Spuren im Erbgut von Menschen hinterlassen, die davor psychisch gesund waren und jetzt chronisch krank sind", schließt daraus Holsboer.