Puzzlespiel mit Folgen

Das Humangenom ist (großteils) entschlüsselt. Was die Sequenz jedoch bedeutet, gibt den Forschern ebenso viele Rätsel auf wie effiziente Gentests und -therapien.

Im Anfag war die Gartenerbse - und zufällig immer genau so, wie sie sich Gregor Mendel wünschte: gelb oder grün, eckig oder rund. Über 10.000 Kreuzungen führte der Augustinermönch im Brünner Klos-tergarten durch, um 1866 die Gesetzmäßigkeiten innerhalb des Vererbungs-Puzzles zu publizieren. Seine wichtigste Erkenntnis: Das Erbgut ist aus voneinander unabhängigen Einheiten aufgebaut, wodurch das Auftreten von Spaltungen und Neukombinationen erklärbar wird. Erst 1900 werden Mendels Gesetze wieder entdeckt. Und erst 1906 erhalten seine "Einheiten" einen Namen: Gene.

Rätsel des Lebens

Heute, knapp ein Jahrhundert später, ist man dem Geheimnis dieser Bausteine des Lebens näher - und zugleich ferner - als jemals zuvor. Nur rund 30.000 Gene, 50 Mal so viel wie bei einem simplen Bakterium, tummeln sich auf den 46 Chromosomen in jeder Körperzelle: Mit diesen sensationellen Daten - die freilich vor Fehlern strotzten - traten vergangenen Februar Craig Venter, Präsident von "Celera Genomics", und Vertreter des internationalen Human-Genom-Projekts an die Öffentlichkeit. Die Zahl der Gene konnte also für den Komplexitätsgrad eines Organismus nicht entscheidend sein. Umso klarer wurde, dass die eigentliche Herausforderung noch bevorsteht: hinter der Sequenz eines Gens seine Aufgabe aufzuspüren.

Was aber ist ein Gen? Es bezeichnet einen genau definierten Abschnitt des menschlichen Erbguts. Diese Ab-schnitte enthalten in der Regel den Code für Proteine, die bestimmte Prozesse im Körper steuern. Die Summe der Gene heißt Genom. In jeder Zelle bildet die Trägerin der Erbinformation, die DNS (Desoxyribonukleinsäure), Chromosomen. Auf den zwei Metern DNS pro Zelle sind rund drei Milliarden Basenpaare codeartig aneinandergereiht: Adenin (A) und Thymin (T), Cytosin (C) und Guanin (G). Niedergeschrieben könnte man mit dieser Information eine Bibliothek mit 3.000 dicken Büchern füllen.

Täglich Neues

Dass es angesichts dieser Informationsflut zu Fehlern kommt, scheint verständlich. So sind von den rund 30.000 menschlichen Genen bisher etwa 2.000 bekannt, die bei bestimmten Veränderungen zu (monogenen) Erkrankungen führen. "Diese Zahl steigt aber täglich," erklärt Professor Hans-Georg Kraft vom Institut für Medizinische Biologie und Humangenetik der Universität Innsbruck. Gentests sollen nun verstärkt solche Defekte (Mutationen) aufspüren. Allein am Innsbrucker Institut wurden bisher 50 Gene für häufigere Erkrankungen diagnostiziert und entsprechende Tests ausgearbeitet. "Von genauen Vorhersagen sind wir aber noch weit entfernt", weiß Christine Mannhalter vom Institut für Medizinische und Chemische Labordiagnostik der Universität Wien und Mitglied der Bioethikkommission des Bundeskanzlers. Selbst wenn eine Erkrankung auf ein Gen zurückgeführt werden könne, seien an diesem Gen viele verschiedene Mutationen möglich. "Alle zu tes-ten wäre zu aufwändig und teuer."

Indes überschlagen sich die Entwicklungen: So genannte DNA-Chips werden angeboten, mit deren Hilfe Dutzende von Genen gleichzeitig getestet werden können. Erst im August dieses Jahres wurde an der Universitäts-Frauenklinik am Wiener AKH der Gen-Chip "FemSensor" präsentiert, mit dessen Hilfe das Risiko für Brustkrebs bestimmt werden soll.

Visionäres zum Genscreening schwebt auch den Pharmafirmen vor: "Pharmacogenomics" sollen die Verträglichkeit von Arzneimitteln steigern helfen. Dazu ist es nötig, die drei Millionen "Single-Nukleotid-Polymorphismen" (SNPs) im Genom zu orten, entscheiden diese minimalen Mutationen doch über die Verträglichkeit von Medikamenten.

Während die Jubelmeldungen einander jagen, wurden die Wissenschafter durch ein Ereignis zurück ins Labor geschickt. Im Herbst 1999, neun Jahre nach dem ersten Versuch beim Menschen, forderte die Gentherapie in den USA ihr erstes Opfer - den 18-jährigen Jesse Gelsinger. "Derzeit können wir nur eine unkontrollierte Einbringung von Genen erreichen," beschreibt Mannhalter das Problem. Umso wichtiger sei es, diese Therapie nur in Körperzellen einzusetzen, wo sie - einmal ausgereift - Krankheiten wie Krebs oder Hämophilie (Bluterkrankheit) heilen könnte. Als Puzzlespiel in den Keimzellen des Menschen ist und bleibt die Gentherapie tabu.