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14.02.2017

Warum kleine Lungen öfter erkranken

Auf die Größe kommt es an – Warum kleine Lungen öfter erkranken

Seit mehr als zehn Jahren untersuchen Lungenforscher und Epidemiologen am Helmholtz Zentrum München im Rahmen von internationalen Konsortien die Frage, ob bestimmte Abschnitte im Erbgut mit Lungenfunktion und -erkrankungen zusammenhängen. Auch an einer jüngst in ‚Nature Genetics‘ veröffentlichten Studie waren sie wieder beteiligt und konnten zeigen, warum Menschen mit einer kleineren Lunge ein erhöhtes Risiko für Lungenerkrankungen besitzen. Zudem lässt sich anhand der Gene demnach das Risiko für eine chronisch obstruktive Lungenerkrankung (COPD) vorhersagen.

Lungenerkrankungen sind nach wie vor eine große gesundheitliche Herausforderung für unsere Gesellschaft, und allein die COPD ist die dritthäufigste Todesursache weltweit. Um effiziente Therapien zu entwickeln, arbeiten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler daran, die grundlegenden Mechanismen in der Lunge zu verstehen. Das Wechselspiel zwischen Genen und Umwelt gerät dabei immer mehr in den Fokus.

Forscher des SpiroMeta Konsortiums haben über Jahre hinweg zahlreiche Bereiche im Erbgut ermittelt, die für die Funktion der Lunge eine Rolle spielen. Von Beginn an dabei ist auch die Gruppe um Prof. Dr. Holger Schulz, kommissarischer Direktor des Instituts für Epidemiologie I (EPI I) am Helmholtz Zentrum München. „Seit dem Beginn des Projekts im Jahr 2007 konnten wir das Wissen über lungenrelevante Gene entscheidend erweitern“, so Schulz im Rückblick. „Nach wie vor interessiert uns vor allem der Zusammenhang bestimmter Gene mit der Lungenfunktion, da bekannt ist, dass lungengesunde Menschen mit einer kleineren Lunge ein erhöhtes Risiko für Lungenerkrankungen besitzen.“

Weltgrößte Studie zur Genetik von Lungenerkrankungen

In der aktuellen Arbeit des Konsortiums, an der die Helmholtz-Wissenschaftler auch wieder beteiligt sind, ergaben sich genetische Hinweise, warum das so sein könnte. Dr. Christian Gieger, Leiter der Abteilung für Molekulare Epidemiologie (AME) am Helmholtz Zentrum München, erklärt dazu: „Wir konnten Genvarianten identifizieren, die mit einer geringeren Lungenfunktion assoziiert sind und deren Träger ein erhöhtes Risiko haben, an COPD zu erkranken. Diese neue und weltgrößte Studie zur Genetik von Lungenerkrankungen liefert also erste pathophysiologische Erklärungen für den Zusammenhang zwischen Lungenfunktion und bestimmten Genen.“ Zudem seien letztere auch Kandidaten für künftige Therapieansätze, dieser translationale Aspekt ist den Forschern besonders wichtig.

Dr. Stefan Karrasch, Wissenschaftler am EPI I und ebenfalls an der Arbeit beteiligt, beschreibt das methodische Vorgehen: „Zunächst untersuchte man Genomdaten von knapp 49.000 Probandinnen und Probanden mit sehr unterschiedlichen Lungenfunktionswerten. Die dabei gefundenen Genkandidaten wurden dann in einer zweiten Phase anhand von Daten weiterer gut 95.000 Probandinnen und Probanden überprüft.“* Auf diese Weise erhöhten die Wissenschaftler die Zahl an Kandidatengenen von 54 auf nun 97. Künftig, so hoffen sie, könnte man an diesen Stellen versuchen in die Lungenbiologie einzugreifen, um Krankheiten zu bekämpfen. Für manche Bereiche seien bereits Wirkstoffe in der Entwicklung, so die Autoren der Arbeit, die unter Federführung der Universität Leicester entstand (hier geht es zur entsprechenden Mitteilung der englischen Kollegen). Zudem entwarfen die Wissenschaftler einen sogenannten Risikoscore**, um die Wahrscheinlichkeit von COPD vorherzusagen. Patienten mit den höchsten Werten hatten ein fast viermal so hohes Risiko, eine COPD zu entwickeln, als solche mit den niedrigsten Werten.

Weitere Informationen

* Die Daten stammten aus der sogenannten UK Biobank. Dieses groß angelegte Projekt sammelt Gesundheitsdaten von 500.000 freiwilligen Teilnehmerinnen und Teilnehmer im Vereinigten Königreich, um die Prävention, Diagnose und Behandlung zahlreicher Krankheiten zu verbessern. Darunter fallen beispielsweise auch Diabetes, Demenz, Krebs und andere Volkskrankheiten.

** Unter einem Score versteht man in der Medizin einen Punktwert, der aus unterschiedlichen diagnostischen Parametern entsteht. Er dient dazu, die Schwere einer Erkrankung abzuschätzen.

Hintergrund:
An der aktuellen Studie waren 107 Wissenschaftler aus 14 Ländern beteiligt, darunter die Institute für Epidemiologie, Genetische Epidemiologie, Molekulare Epidemiologie und Lungenbiologie/Comprehensive Pneumology Center des Helmholtz Zentrums München, Partner im Deutschen Zentrum für Lungenforschung (DZL). Darüber hinaus sind an der aktuellen Studie von deutscher Seite die Ludwig-Maximilians-Universität München und die Ernst Moritz Arndt Universität Greifswald beteiligt.

Die Münchner Helmholtz-Forscher untersuchen unter anderem Daten der Augsburger KORA-Studie: Die Kooperative Gesundheitsforschung in der Region Augsburg (KORA) untersucht seit 30 Jahren die Gesundheit tausender Bürger aus dem Raum Augsburg. Ziel ist es, die Auswirkungen von Umweltfaktoren, Verhalten und Genen zu verstehen. Kernthemen der KORA-Studien sind Fragen zu Entstehung und Verlauf von chronischen Erkrankungen, insbesondere Herzinfarkt und Diabetes mellitus. Hierzu werden Risikofaktoren aus dem Bereich des Gesundheitsverhaltens (u.a. Rauchen, Ernährung, Bewegung), der Umweltfaktoren (u.a. Luftverschmutzung, Lärm) und der Genetik erforscht. Aus Sicht der Versorgungsforschung werden Fragen der Inanspruchnahme und Kosten der Gesundheitsversorgung untersucht. www.helmholtz-muenchen.de/kora