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Down-Syndrom: Falsch gebündelt

Ein deutsch-amerikanisches Wissenschaftlerteam hat entdeckt, dass ein fehlendes Eiweiß bei Krankheiten wie dem Down-Syndrom eine entscheidende Rolle spielt.

Dass Frauen mit zunehmendem Alter ein erhöhtes Risiko haben, ein Kind mit Chromosomendefekt zu bekommen, ist bekannt. Über die Gründe weiß man bislang wenig. Mit einer Häufigkeit von 1 auf 650 Geburten ist das so genannte Down-Syndrom die häufigste derartige Erkrankung. Sie wird auch Trisomie 21 genannt, weil das Chromosom Nr. 21 in dreifacher Ausführung statt wie beim gesunden Menschen doppelt vorliegt. Im Zellkern der menschlichen Zelle befinden sich normalerweise 46 Chromosomen - die eine Hälfte von der Mutter, die andere vom Vater -, auf denen das gesamte Erbgut verschlüsselt ist.

Nun hat ein deutsch-amerikanisches Team von Wissenschaftlern den ersten Faktor zur Entstehung altersabhängiger chromosomaler Krankheiten identifiziert. Dazu untersuchten sie den Einfluss einzelner Eiweiße auf die Teilung von Eizellen in der Gebärmutter von Mäusen. Erstmals konnte dabei die Bildung von Chromosomendefekten bei Embryonen in Abhängigkeit vom Alter der Muttertiere untersucht werden.

Professor Rolf Jessberger ist Direktor des Instituts für Physiologische Chemie an der Medizinischen Fakultät der Technischen Universität Dresden und Leiter des Projektes.

Professor Jessberger, immer mehr Frauen lassen sich mit der Mutterschaft Zeit. Wie riskant ist das Zögern?

Mütter mit einem höheren Alter haben ein erheblich größeres Risiko für Nachkommen mit Chromosomendefekten. Ab 35 Jahren nimmt die Wahrscheinlichkeit stark zu. Bei 40 Jahre alten Schwangeren liegt sie schon bei etwa 30 Prozent - jeder dritte Embryo hat Chromosomendefekte.

Welche Folge haben solche Chromosomenfehler?

Nachkommen mit solchen Defekten haben eine falsche Anzahl von Chromosomen in allen Zellen. Es gibt Defekte mit überschüssigen, aber auch reduzierten Chromosomenzahlen. Das hat schwerwiegende Folgen, unter anderem geistige Behinderungen. Am bekanntesten beim Menschen ist das so genannte Down-Syndrom. Weltweit leben fünf Millionen Menschen mit dieser Krankheit. Zahllose andere Fehlverteilungen sind möglich. Die meisten davon betroffenen Embryonen sterben schon im Mutterleib. Etwa die Hälfte aller spontanen Aborte beruht auf Chromosomendefekten. Die Medizin kann Chromosomendefekte nicht heilen.

Wann kommt es zu diesen Falschverteilungen der Chromosomen?

Der Prozess beginnt mit der Entwicklung des weiblichen Embryos. Schon zu der Zeit werden die Eizellen einer Frau gebildet. In diesen jungen, ruhenden Eizellen müssen die Chromosomen korrekt "gelagert" und zusammengehalten werden - unter Umständen über mehrere Jahrzehnte. Und genau dafür sorgen spezielle Proteine. Meine amerikanischen Kollegen und ich haben ein solches, für diesen Mechanismus zentrales Eiweiß bereits in früheren Studien beschrieben. Arbeiten diese Proteine falsch, werden die Chromosomen schlecht gebündelt und können während der Befruchtung nicht richtig weitergegeben werden.

Wie kommt es zu derartigen Störungen?

In unseren neuen Tests mit Labormäusen konnten wir zeigen, dass weibliche Mäuse ohne dieses Eiweiß mit zunehmendem Alter immer mehr Eizellen mit typischen Chromosomendefekten hatten. Bei den von uns untersuchten Tieren haben wir die Produktion des Proteins genetisch ausgeschaltet. In der Natur läuft das natürlich anders. Wir wissen, dass dieses Eiweiß bereits in Eizellen ungeborener Weibchen produziert wird. Ein halbes Jahr nach der Geburt des Tieres fällt die Produktion stark ab. Unsere Vermutungen gehen dahin, dass ältere Weibchen dieses Eiweiß kaum mehr besitzen. Warum das so ist, lässt sich noch nicht sagen.

Eine Maus ist kein Mensch. Können Ihre Forschungsergebnisse denn auf Frauen übertragen werden?

Davon gehe ich aus. Das Erbgut von Mäusen und Menschen ähnelt sich sehr, der Mechanismus der Keimzellenbildung ist nahezu identisch.

Was bedeutet dies genau?

Unsere Überlegungen gehen davon aus, dass das Fehlen dieses Eiweißes auch beim Menschen Ursache der Defekte ist. Frauen besitzen sämtliche unbefruchteten Eizellen - wie beschrieben - bereits vor ihrer Geburt. Einige Zellen sind zum Zeitpunkt der Befruchtung also 40 Jahre alt und älter. Denkbar ist, dass das Eiweiß im Laufe der Zeit zerfällt, die Chromosomenbündel aufgehen. Das möchten wir erforschen. Ziel ist, in zwei Jahren Ergebnisse über menschliche Eizellen vorlegen zu können.

Wie könnte therapeutische Hilfe aussehen?

Darüber ließe sich heute nur unseriös spekulieren. Sicher ist, dass sich das Protein relativ einfach im Reagenzglas herstellen und in Zellen einbringen lässt. Vielleicht kann die Proteinproduktion vorübergehend reaktiviert werden. Das könnte eine Basis für die Entwicklung von präventiven Therapien sein. Erst muss aber der Mechanismus geklärt sein.

Interview: Katlen Trautmann

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