Würzburg (idw) – Im Erbgut einer jungen Frau hat ein internationales Wissenschaftlerteam einen bislang unbekannten genetischen Defekt nachgewiesen. Er sorgt dafür, dass der Körper bestimmte Schäden an der DNA nicht mehr reparieren kann.

Beschädigt wird die DNA am laufenden Band: Die UV-Strahlung der Sonne setzt ihr ebenso zu wie Giftstoffe aus der Umwelt. Defekte entstehen aber auch bei der Zellteilung: Die DNA muss dafür verdoppelt werden, und bei diesem komplexen Vorgang passieren gelegentlich Fehler.

Solche Schäden kann der Organismus grundsätzlich selbst reparieren – sogar wenn sie derart gravierend sind wie das komplette Durchbrechen beider DNA-Stränge an derselben Stelle. Wenn es dazu kommt, tritt zuerst der so genannte MRN-Proteinkomplex auf den Plan: Er erkennt den Schaden und meldet ihn an die Reparatursysteme der Zelle weiter.

Wichtiger Proteinkomplex defekt

Dieser wichtige Proteinkomplex funktioniert bei der jungen Frau nicht ordnungsgemäß. Den Wissenschaftlern ist der Komplex vertraut: Er setzt sich aus drei Proteinen zusammen, für zwei von ihnen sind seit Jahren Mutationen bekannt. Der neu entdeckte Defekt betrifft nun das dritte Protein, das die Bezeichnung RAD50 trägt und bei der Reparatur wie eine molekulare Klammer die Enden des DNA-Bruchs zusammenhält.

„Wir kennen die Patientin und ihre Eltern seit rund 15 Jahren“, sagt Professor Detlev Schindler vom Institut für Humangenetik der Universität Würzburg. Anfangs gingen die Wissenschaftler davon aus, dass das Mädchen am so genannten Nijmegen-Breakage-Syndrom (NBS) leidet. Diese erbliche Krankheit entsteht durch einen der schon damals bekannten Defekte an dem Proteinkomplex. Sie ist sehr selten und trifft rein statistisch von drei Millionen Menschen nur einen einzigen.

Patientin blieb von Komplikationen verschont

Die junge Frau hatte Symptome, die für diese Erkrankung typisch sind: Der Kopf zu klein, das Größenwachstum vermindert, die körperliche und geistige Entwicklung verzögert. Im Lauf der Zeit zeigte sich aber, dass bei ihr doch etwas anders war. Denn von den gravierenden Komplikationen der Krankheit blieb sie verschont: Nie machte sie die schweren Atemwegsinfektionen durch, an denen NBS-Patienten häufig sterben. Ihre Immunabwehr ist normal. Und bis heute hat sich bei ihr kein Lymphdrüsenkrebs entwickelt.

Die Ursache für diese Abweichungen ist nun gefunden: Die Patientin leidet eben nicht an NBS, sondern an einer bislang unbekannten Krankheit. Die Wissenschaftler haben ihr den Namen „NBS-artige Störung“ gegeben. Die Mutation, die dem Leiden zu Grunde liegt, haben die Würzburger Forscher in Kooperation mit Kollegen aus Hannover, Magdeburg, Berlin, Israel und Australien charakterisiert.

Der Organismus der Frau bildet viel zu wenige RAD50-Proteine. Dazu kommt, dass die Restproteine ihre Funktion nicht gut genug erfüllen. „Eine Restmenge und eine Restfunktion sind da, und womöglich lebt die Patientin nur deshalb“, sagt Detlev Schindler. Denn wenn ein Organismus gar kein RAD50 zur Verfügung hat, stirbt er bereits als Embryo ab. Das wisse man von Mäusen, die diesen Defekt aufweisen. Die Mutation der Patientin sei vielleicht so selten, dass sie einer der wenigen lebenden Menschen mit dieser Krankheit sei.

Nutzen des Forschungsergebnisses

Wozu die neuen Erkenntnisse gut sind? Die Patientin selbst kann davon nicht profitieren – vielleicht aber die Eltern von Kindern, bei denen der Verdacht auf das Nijmegen-Breakage-Syndrom besteht. Denn mittels Gendiagnostik lässt sich nun prüfen, ob es sich wirklich um dieses schwere Syndrom handelt oder um die abgemilderte neu entdeckte Krankheit.

Ein Gewinn sind die Forschungsergebnisse auch für die Wissenschaft. „Wir haben einen weiteren Schritt geklärt, der bei der Reparatur von DNA-Doppelstrangbrüchen abläuft und beginnen zu verstehen, welche Rolle ihm zukommt“, so der Würzburger Professor. Derzeit untersucht er mit seinem Team, wie das RAD50-Protein mit anderen Proteinen zusammenarbeitet. Diese Arbeiten sollen weitere Erkenntnisse über die Signalwege in der Zelle liefern, die es dem Organismus ermöglichen, Schäden am Erbgut zu beseitigen.

„Human RAD50 Deficiency in a Nijmegen Breakage Syndrome-like Disorder“, Regina Waltes, Reinhard Kalb, Magtouf Gatei, Amanda Kijas, Markus Stumm, Alexandra Sobeck, Britta Wieland, Raymonda Varon, Yaniv Lerenthal, Martin F. Lavin, Detlev Schindler, and Thilo Dörk, The American Journal of Human Genetics (2009), doi: 10.1016/j.ajhg.2009.04.010

(Pressemeldung der Uni Würzburg auf idw)