Seltene Erkrankungen und Genetik

Was sind die Ursachen genetisch bedingter Erkrankungen? Wissenschaftler und Ärzte suchen an der Charité nach Antworten auf diese Frage.

Eng arbeitet das Institut für Medizinische Genetik und Humangenetik der CharitéUniversitätsmedizin Berlin mit dem Max-Planck-Institut (MPI) für Molekulare Genetik zusammen – gemeinsam konnten bereits wegweisende Diagnostikverfahren entwickelt und komplexe Prozesse im Erbgut entschlüsselt werden. Von der engen Zusammenarbeit profitieren insbesondere Patienten mit seltenen Erbkrankheiten, denn Fortschritte auf dem sich schnell entwickelnden Gebiet finden an der Charité direkte Anwendung.

Auf der Spur der Gene

Die Genetik der Berliner Universitätsmedizin verbindet Grundlagenforschung und klinische Medizin auf beispielhafte Weise. Die Wissenschaftler arbeiten eng mit den Kliniken für Kinder- und Jugendmedizin, mit dem Brustzentrum der Charité und vielen anderen Bereichen zusammen. Auf Grundlage der Erkenntnisse aus der Forschung entstehen neue Diagnostikmethoden, die unter anderem in der Kinder- und Jugendmedizin zum Einsatz kommen.

Führend sind die Berliner Genetiker in der Anwendung von Hochdurchsatzverfahren zur Genomanalyse. Ein neues Programm – entwickelt von Forschern der Charité, der Labor Berlin – Charité Vivantes GmbH und des MPI – kombiniert die Resultate von Gentests mit den Informationen einer Symptom-Datenbank. In der Datenbank – der »Human Phenotype Ontology« – sind alle Symptome von genetischen Erkrankungen digital erfasst. Das Programm mit dem Namen PhenIX ermittelt eine Liste von möglichen Diagnosen und hilft damit maßgeblich dabei, seltene genetische Erkrankungen frühzeitig zu erkennen. Die Analyse berücksichtigt alle derzeit bekannten Krankheitsgene, derzeit rund 3.000 Gene.

Neue Diagnostikmethoden

In ambulanten Sprechstunden unterstützen die Ärztinnen und Ärzte betroffene Personen und Familien, um die Frage nach dem Vorliegen einer genetischen Erkrankung zu klären. Die umfassende Beratung wird durch eine innovative genetische Labordiagnostik ergänzt, die seit 2011 in der Labor Berlin – Charité Vivantes GmbH integriert ist. Eng arbeitet die Genetik der Charité mit den Kliniken für Kinder- und Jugendmedizin, mit dem Brustzentrum der Charité und vielen anderen Bereichen zusammen. Auf Grundlage der Erkenntnisse aus der Forschung entwickeln die Mediziner neue Diagnostikmethoden, die zum Beispiel in den Kliniken für Kinder- und Jugendmedizin der Charité angewendet werden. Führend sind die Berliner Genetiker in der Anwendung von Hochdurchsatzverfahren zur Genomanalyse. Mit diesen Methoden können umfassende Analysen von praktisch allen derzeit bekannten genetischen Erkrankungen durchgeführt werden.

Phänotypisierung international angewandt

Einzigartig sind die Leistungen der Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Charité in der modernen Genomdiagnostik und Bioinformatik. Die „Human Phenotype Ontology (HPO)“, die im Programm PhenIX zur Ermittlung von seltenen Erkrankungen genutzt wird, wurde in Zusammenarbeit mit dem MPI entwickelt und wird heute weltweit von Forschergruppen angewandt. Die Ontologie beschreibt phänotypische Merkmale, die bei menschlichen – insbesondere erblichen – Krankheiten aufgetreten sind. Sie dient als Instrument zur Untersuchung von phänotypischen Merkmalen mit bioinformatischen Mitteln und anderen Formen der Computeranalyse.

Entschlüsselung von Erbkrankheiten

Die Forschungsschwerpunkte der Genetik an der CharitéUniversitätsmedizin Berlin umfassen die Identifizierung und Analyse von Krankheitsmechanismen, die bioinformatische Erfassung, Auswertung und Verknüpfung von klinischer Symptomatik (Phänotyp) mit Genomvarianten sowie die Entwicklung von genetischen Testsystemen und deren Umsetzung in der klinischen Praxis. Einen besonderen Stellenwert nehmen das Gebiet der Genregulation und deren Untersuchung im Tiermodell ein. So sind neue Verfahren entwickelt worden, mit denen menschliche Veränderungen im Genom in Mäusen nachempfunden werden können. Auf diese Weise dienen Mäuse als Modell für seltene menschliche Erbkrankheiten – meist der einzige Weg, um mehr über die Erkrankung zu erfahren und auf dieser Grundlage Therapien zu entwickeln.

Charité und MPI arbeiten in der genetischen Forschung eng zusammen. Beispielsweise untersucht die Forschergruppe Entwicklung & Krankheit am MPI die grundlegenden Mechanismen der Skelettentwicklung und wie regulative Elemente des Genoms auf diesen Prozess einwirken. Auch die Mechanismen von Gen-Mutationen und ihre Auswirkungen auf die Knochenentwicklung werden analysiert. Die Stärke der Forschung liegt im engen Wechselspiel zwischen Grundlagenforschung in der Genregulation und dem Screening von Patientenkohorten mit Skeletterkrankungen mit Hilfe moderner Methoden der Genomanalyse. Die Wissenschaftler entschlüsseln Ursachen für Fehlbildungen und schaffen somit die Grundlage für neue Ansätze in der Therapie von Erbkrankheiten. Darüber hinaus erhalten sie immer tiefere Einblicke in das Zusammenspiel der regulativen Elemente des menschlichen Erbguts, über dessen Organisation und Dynamik noch wenig bekannt ist.

Enge Zusammenarbeit mit dem BCRT

Gemeinsam mit dem Berlin-Brandenburg Centrum für Regenerative Therapien (BCRT) arbeitet die Genetik der Charité auch im Bereich der regenerativen Medizin. Genetische Methoden wie zum Beispiel das Hochdurchsatzverfahren zur Genomanalyse und die Untersuchung von Mechanismen der Stammzelldifferenzierung werden angewandt, um neue, personalisierte und auf den molekularen Defekt bezogene Therapien zu entwickeln. Ein Schwerpunkt der Zusammenarbeit liegt im Bereich der Skelett- und Bindegewebserkrankungen sowie ihrer Regenerationsfähigkeit.