Das menschliche Genom: Die „Sprache Gottes“ ist schwer zu übersetzen

Sein zweiter Geburtstag stand kurz bevor, als der kleine Nic Volker aus dem US-Bundesstaat Wisconsin an einem entzündlichen Darmleiden erkrankte. In seinem Verdauungstrakt bildeten sich so viele Fisteln, dass der Junge nicht mehr normal essen konnte. Trotz zahlloser Untersuchungen und mehr als hundert Operationen, die Nic über sich ergehen lassen musste, ging es ihm zunehmend schlechter. Die Ärzte waren ratlos und hatten den Jungen fast schon aufgegeben, als Wissenschaftler des Medical College of Wisconsin in Milwaukee beschlossen, Nics Erbgut unter die Lupe zu nehmen.

Sie entdeckten eine Veränderung in seinem XIAP-Gen, die man bislang nicht mit Darmleiden in Verbindung gebracht hatte – wohl aber von einer Blutkrankheit kannte. Und diese, auch das wusste man bereits, ließ sich mit einer Knochenmarkstransplantation heilen.

Im Juli des vergangenen Jahres entschieden Nics Ärzte, dem inzwischen sechsjährigen Jungen ebenfalls eine Knochenmarksspende zukommen zu lassen. Seither ist Nic auf dem Wege der Besserung. Er muss zwar noch Medikamente einnehmen, aber seine Blutwerte sind gut und er kann endlich wieder feste Nahrung zu sich nehmen.

Über diese Erfolgsgeschichte der Genomforschung berichtete der US-Forscher Francis Collins vergangene Woche in der Wissenschaftszeitschrift Science. Der 60-Jährige ist heute der Direktor der National Institutes of Health in Bethesda, Maryland, den vermutlich größten und finanzstärksten Forschungseinrichtungen der Welt, und damit so etwas wie der mächtigste Wissenschaftler auf diesem Planeten. Bekannt wurde Collins jedoch vor allem als Leiter des öffentlich finanzierten Humangenomprojekts.

Genau zehn Jahre ist es her, dass der Genetiker zeitgleich mit dem US-Forscher Craig Venter nämlich einen noch viel größeren Erfolg als die Genesung des kleinen Nics verkünden konnte: Den beiden Wissenschaftlern war es in einem dramatischen Kopf-an-Kopf-Rennen gelungen, eine erste Rohfassung des menschlichen Erbguts zu erstellen. Ergebnis war eine grobe und noch lückenhafte Karte, auf der die Abfolge der rund drei Milliarden Erbgutbausteine verzeichnet war, die durch die vier Basen Adenin, Thymin, Guanin und Cytosin charakterisiert sind.

Collins veröffentlichte seine Version dieser Karte am 15. Februar 2001 in der Zeitschrift Nature. Venter, der die Entzifferung des Genoms mit privat finanzierter Forschung in seiner Firma Celera in dem kalifornischen Städtchen Alameda extrem beschleunigt hatte, zog nur einen Tag später, am 16. Februar, in Science nach. Überraschend kamen die beiden Veröffentlichungen damals nicht. Schon im Juni 2000 hatten Collins und Venter ihre Ergebnisse gemeinsam mit dem damaligen US-Präsidenten Bill Clinton vor dem Weißen Haus präsentiert. Für das, was man erreicht hatte, schien damals kaum ein Wort zu groß zu sein.

„Das neue Wissen wird der Menschheit ungeheure Heilkräfte bescheren“

„Heute lernen wir die Sprache, in der Gott das Leben erschaffen hat“, sagte Clinton bei der Zeremonie, die es in dieser Form in der Wissenschaft bislang nicht gegeben hatte. Das neue Wissen, so schwärmte der Präsident, werde der Menschheit ungeheure Heilkräfte bescheren und die Diagnose, Therapie und Prävention der meisten, wenn nicht aller Krankheiten revolutionieren.

Zehn Jahre später blicken Collins, Venter und andere Wissenschaftler zurück – und kommen dabei zu höchst unterschiedlichen Ergebnissen. Collins nutzt die Geschichte des kleinen Nic, um die Erfolge, die seit jener Präsentation vor dem Weißen Haus erzielt worden sind, zu illustrieren. „Wir stehen an einer wichtigen Wegmarke“, schreibt er in Science. „Die einst hypothetischen medizinischen Fortschritte der individuellen Genomsequenzierung beginnen sich in der Klinik zu zeigen.“

Tatsächlich ist es schon heute möglich, das Erbgut eines jeden Menschen mit wenig Aufwand zu entschlüsseln. Was vor zehn Jahren noch Milliarden von US-Dollar verschlungen hatte und nur in jahrelanger mühevoller Kleinarbeit möglich geworden war, erledigen Sequenzierautomaten inzwischen in wenigen Tagen.

So ist es auch nicht weiter verwunderlich, dass sich im Internet bereits die ersten Anbieter kommerzieller Gentests tummeln. Wirklich aussagekräftig sind solche Tests bisher allerdings nicht. Und eine ärztliche Beratung geht mit ihnen so gut wie nie einher. „Das führt oft zu einer Fehlinterpretation der Ergebnisse“, sagte Thomas Cremer vom Biozentrum Martinsried der Ludwig-Maximilians-Universität München vergangene Woche auf einer Tagung der Bundesärztekammer in Berlin. Da die Entstehung der meisten Krankheiten nicht nur von einem Gen, sondern von einem komplexen Zusammenspiel zahlreicher Erbanlagen und zudem im hohen Maße von Umweltfaktoren beeinflusst werde, könne mit Hilfe von Gentests nur ein geringer Teil des persönlichen Risikos geklärt werden.

Das gilt besonders für Volkskrankheiten: Bislang haben Forscher zum Beispiel 39 Gene entdeckt, die das Risiko von Typ-2-Diabetes zu beeinflussen scheinen. Auf welche Weise sie das tun, weiß man in vielen Fällen aber noch nicht.

Der Ausschluss einzelner Risikofaktoren biete deshalb keine Garantie dafür, dass eine bestimmte Krankheit nicht doch auftreten könne, sagte Cremer. Umgekehrt sei es gut möglich, dass ein Leiden, für das man ein erhöhtes genetisches Risiko habe, niemals ausbreche.

André Reis, der Direktor des Humangenetischen Instituts an der Universität Erlangen, ist ähnlicher Ansicht: „Die Abfolge der Basenpaare im Erbgut zu bestimmen, ist das eine – sie zu interpretieren, das andere“, sagte Reis auf dem Kongress. Ein Genom sei wohl für 1000 Dollar zu haben, dessen Analyse aber erst für 100.000 Dollar.

Auch Collins einstiger Rivale Craig Venter sieht die Dinge eher nüchtern. Derzeit reiche die Qualität der genetischen Daten hauptsächlich für wissenschaftliche Arbeiten, schreibt der 64-Jährige jetzt in Science. Für einen breiten Einsatz in der Klinik oder gar Prognosen für einzelne Menschen seien sie aber längst noch nicht gut genug. In einem Spiegel-Interview vom vergangenen Juni wurde Venter noch drastischer: Der medizinische Nutzen des Genomprojekts sei fast gleich null, sagte er damals.

Eine solch provokante Ansicht teilen allerdings nur die wenigsten Wissenschaftler. Die Krebstherapie etwa sei durch die neuen Erkenntnisse bereits in vielen Fällen verbessert und stärker auf den einzelnen Patienten zugeschnitten worden, sagt Hans Lehrach, Direktor am Max-Planck-Institut für molekulare Genetik in Berlin-Dahlem (siehe Interview).

Auch Francis Collins blickt optimistisch in die Zukunft: „Meine Hoffnung ist es“, so schreibt er in Science, „dass wir am zwanzigsten Geburtstag der Veröffentlichung des menschlichen Genoms in eine Welt gucken werden, die voll ist mit Gesichtern von Menschen, deren Gesundheit sich durch die Entschlüsselung ihres Erbguts verbessert hat.“

Nature, Bd. 409 (2001), S. 860
Science, Bd. 291 (2001), S. 1304 u. Bd. 331 (2011), S. 546