Das Blut und seine Bausteine

Wie hoch der Anteil an roten Blutkörperchen ist, hängt auch von den Genen ab. Das HaemGen Konsortium hat 15 neue Genregionen entdeckt.

Quelle: Annie Cavanagh / Wellcome Images

Für die Mediziner ist das Blut und seine Zusammensetzung ein wichtiger Indikator für den Zustand des Patienten. So können die Anzahl und das Verhältnis bestimmter Zellen entscheidende Hinweise auf unterschiedlichste Krankheiten wie Anämien, Infektionen und Blutkrebs geben. Ein internationales Forscherteam, zu dem auch deutsche Forscher aus Greifswald, Kiel, München und Regensburg gehören, hat 22 Genregionen gefunden, die an der Blutbildung beteiligt sind. Über ihre Ergebnisse berichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Nature Genetics (Online-Veröffentlichung, 11. Oktober 2009).

Um herauszufinden, welche Funktion die Gene auf der DNA haben, sind umfangreiche Tests notwendig. Mit Unterstützung von Hochleistungscomputern vergleichen Molekularbiologen die genetischen Daten von Tausenden von Menschen. In diesen sogenannten genomweiten Assoziationsstudien suchen die Forscher dann nach Unterschieden im Buchstabencode des Erbguts und prüfen, wie diese mit bestimmten Krankheitsbildern oder Befindlichkeiten zusammenhängen. So kann es beispielsweise sein, dass der genetische Code bei fünf Prozent der Untersuchungspersonen im Vergleich zu den restlichen 95 Prozent an einer ganz bestimmten Stelle verändert ist. Gleichzeitig verfügen eben diese fünf Prozent im Durchschnitt über eine niedrigere Anzahl an weißen Blutzellen. Die Genregion könnte somit bei der Bildung der Leukozyten beteiligt sein.

Die Blutproben von mehr als 14.000 Probanden wurden im HaemGen-Konsortium mit den zugehörigen genetischen Daten verglichen.Quelle: Takeda Pharma

Internationaler Kraftakt von 80 Forschern

Mit dieser Methode hat ein internationales Forscherteam nun das Erbgut von 14.000 Personen aus Großbritannien und Deutschland verglichen. Gleichzeitig wurde das Blut dieser Personen auf acht Werte hin untersucht, darunter die Konzentration des roten Blutfarbstoffs Hämoglobin, die Anzahl an roten (auch Erythrozyten genannt) und weißen Blutzellen (Leukozyten) sowie die Blutplättchen (Thrombozyten). In dieser Größenordnung hat es das zuvor noch nicht gegeben. Möglich wurde der Kraftakt unter der Leitung des britischen Wellcome Trust Sanger Institutes durch die Zusammenarbeit von 80 Forschern aus den USA, Großbritannien und Deutschland.

Am HaemGen-Konsortium beteiligt waren auf deutscher Seite Wissenschaftler der Ernst-Moritz-Universität Greifswald, des Helmholtz-Zentrums München, des Uniklinikums Kiel-Lübeck sowie der Universität Regensburg. Der Vergleich von zwei Millionen Variationen im Erbgut führte zu 22 Genregionen, die bei der Entwicklung der Blutzellen mitwirken, 15 dieser Regionen waren bisher unbekannt.

Nur Europäer zeigen genetische Risikovariante für Herzerkrankungen

Nähere Untersuchungen ergaben, dass eine bestimmte genetische Variation, die mit der Anzahl der Blutplättchen zusammenhängt, offenbar auch eine erhöhtes Risiko für Herzerkrankungen mit sich bringt. Die neue Variante wurde in einer Genomregion gefunden, die schon mit Bluthochdruck, Zöliakie und Typ-1-Diabetes in Zusammenhang gebracht wurde. Außerdem fiel den Forschern auf, dass diese genetischen Riskofaktoren ausschließlich in Personen europäischer Herkunft auftraten.

Durch den Vergleich mit genetischen Daten von Schimpansen konnten die Forscher ermitteln, dass diese Genvariation sich offenbar vor 3400 Jahren in den europäischen Populationen durchsetzte. Der Grund dafür war nach Meinung der Wissenschaftler der große Vorteil, den die Variante mit sich bringt: Sie stärkt den Körper gegen Infektionen und hat ihren Trägern in der Antike deshalb vielleicht eine höhere Lebenserwartung beschert.

„Die Studie zeichnet sich dadurch aus, dass sie die Blutbildung als Ganzes zum Gegenstand hat und auf diese Weise sowohl gemeinsame als auch spezifische biologische Prozesse analysieren kann, die der Entstehung der verschiedenen Blutzellen zugrunde liegen“, sagt Christian Gieger vom Institut für Epidemiologie am Helmholtz-Zentrum München und stellvertretender Leiter des HaemGen-Konsortiums. Bislang hatten nur wenige genomweite Assoziationsstudien mehrere Merkmale gleichzeitig im Blick. „Unsere Untersuchung liefert einen Beitrag für das Verständnis, wie die Blutbildungsprozesse zusammenwirken und die Entstehung wichtiger Krankheiten beeinflussen.“

Genetische Daten aus Augsburg, Vorpommern, Regensburg und Lübeck

Die internationale Kooperation soll nach den Willen der Beteiligten Maßstäbe setzen. Andreas Greinacher vom Greifswalder Institut für Immunologie und Transfusionsmedizin, nennt das Projekt eine "beispiellose Zusammenarbeit". Die Greifswalder Forscher steuerten 4300 genetische Datensätze aus der Gesundheitsstudie SHIP (Study of Health in Pomerania) bei. SHIP ist eine der größten Gesundheitsstudien zur Erforschung von Volkskrankheiten. Verwendet wurden zudem Daten aus der KORA-Studie mit Probanden aus der Region um Augsburg sowie der "German Myocardial Infarction Family Study" mit Daten aus Regensburg und Lübeck. In einem nächsten Schritt hoffen die Wissenschaftler wie in einem Baukastensystem die verschiedenen Steine zusammensetzen, die die Bildung von Blutzellen steuern. Die Ergebnisse könnten weitreichende Bedeutung für das Verständnis der Entstehung von vielen Erkrankungen haben.