Studie weist auf „Ground Zero“ für die AMD-Entwicklung hin

Forscher entdeckten bei der Untersuchung der menschlichen Netzhaut 87 Zielgene, bei denen wahr­schein­lich eine Mischung aus Umwelt­fak­to­ren das Risiko für die Entwicklung einer alters­be­ding­ten Makula­degeneration (AMD) beeinflusst.

Die Zielgene scheinen sich an Stellen zu befinden, an denen epigenetische Mechanismen dazu beitragen, dass eine Person AMD entwickelt oder nicht. Der Bericht wurde in Fachjournal „Nature Com­mu­ni­ca­ti­ons“ ver­öf­fent­licht.

„Unsere Ergebnisse bieten einen Rahmen für Behand­lungs­an­sätze, die darauf abzielen, die Beziehungen zwischen Genen und Umwelt und deren Beitrag zum Fortschreiten und zur Pathologie der AMD zu regulieren“, erklärte Dr. Anand Swaroop, leitender Forscher der Studie sowie im Labor für Neurobiologie, Neu­ro­de­ge­ne­ra­tion und Reparatur am National Eye Institute (NEI) der National Institutes of Health. Swaroop fügte hinzu, dass diese Ergebnisse auch darauf hindeuten, dass bestimmte Zellteile (Mitochondrien) und Zellprozesse (oxidativer Stoffwechsel und Proteostase) über Ver­än­de­run­gen im Epigenom an der AMD-Pathogenese beteiligt seien.

Frühere Studien auf genetischer Ebene, große bevöl­ke­rungs­ba­sierte genetische Studien haben 52 DNA-Varianten bei Menschen mit der Krankheit identifiziert. Diese Varianten befinden sich jedoch größ­ten­teils in nicht­co­die­ren­den Teilen der DNA, und es bleiben viele Fragen darüber offen, wie jede einzelne Variante zur AMD beiträgt. Die aktuelle Studie ist die erste, die eine Analyse der epi­ge­ne­ti­schen und Gen­ex­pres­si­ons­ver­än­de­run­gen im Auge integriert, um sich ein Bild davon zu machen, wo und wie so viele komplexe Faktoren bei der Entstehung von AMD zusam­men­wir­ken könnten.

Konkret untersuchten die Forscher 160 Netzhäute von Spendern, die an AMD erkrankt waren. Jede Netzhaut wurde auf ihren Genotyp, die Boten-RNA, das Vorhandensein der zuvor iden­ti­fi­zier­ten genetischen Varianten, die 3-D-Struktur ihrer DNA und die Profile der DNA-Methylierung, eines zentralen epi­ge­ne­ti­schen Mechanismus, untersucht.

Die DNA-Methylierung schaltet Gene im Allgemeinen auf zwei Arten „aus“: durch die Rekrutierung von Proteinen, die die Genexpression unterdrücken, oder durch die Hemmung der Bindung von Tran­skrip­ti­ons­fak­to­ren an die DNA. Auf diese beiden Arten reguliert die DNA-Methylierung die Genexpression. DNA-Methy­lie­rungs­mus­ter werden während der Entwicklung festgelegt und fungieren als eine Art Schalter, der dazu beiträgt, die verschiedenen Arten von Proteinen im Körper zu erzeugen. Im Laufe des Lebens können Umwelt­fak­to­ren wie UV-Strahlung, Ernährung und Bewegung diese DNA-Methy­lie­rungs­mus­ter stören, was zu Ver­än­de­run­gen der Genexpression führt. Umgekehrt können Ver­än­de­run­gen der Genexpression auch zu Ver­än­de­run­gen der DNA-Methylierung führen.

Inzwischen tragen auch nicht­ko­die­rende genetische Varianten zu DNA-Methy­lie­rungs­mus­tern bei, und zwar unabhängig, aber auch in Verbindung mit der Exposition gegenüber Umwelt­fak­to­ren.

Unter Verwendung mehrerer Algorithmen und Ansätze zur Sortierung von genetischen Informationen und Merkmalen (Mendelsche Ran­do­mi­sie­rung und Kolo­ka­li­sie­rung) haben die Forscher DNA-Methylierungs- und Gen­ex­pres­si­ons­mus­ter mit zuvor iden­ti­fi­zier­ten genetischen Varianten kartiert. Die Ergebnisse weisen auf Muster hin, die in der Netzhaut unter normalen, nicht­krank­haf­ten Bedingungen auftreten, sowie auf solche, die im Zusammenhang mit AMD auftreten. Auf diese Weise iden­ti­fi­zier­ten die Wis­sen­schaft­ler 87 Zielgene, die durch die DNA-Methylierung verändert werden und die wahr­schein­lich am Fortschreiten der Krankheit und an der Pathologie beteiligt sind.

Dieser Ansatz der Studie könnte die Grundlage für zukünftige Unter­su­chun­gen in anderen Geweben bilden, um andere komplexe Krankheiten besser zu verstehen.

Quelle: biermann-medizin.de

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