Medizin

Genetische Verbindung zwischen Herzfehlern und Hirnentwicklung

Freitag, 4. Dezember 2015

Boston – Mutationen, die gleichzeitig die embryonale Entwicklung von Herz und Gehirn stören, könnten erklären, warum viele Kinder mit angeborenen Herzfehlern trotz einer erfolgreichen operativen Rekonstruktion später unter Lernstörungen in der Schule leiden. Dies lässt sich aus den Ergebnissen einer Exom-Analyse in Science (2015; 350: 1262-1266) schließen.

Etwa 10 Prozent aller Kinder, die mit einem Herzfehler geboren werden, leiden auch unter einer Entwicklungsstörung des Gehirns, die zu kognitiven, motorischen, sozialen und sprachlichen Einschränkungen führen kann. Bei schweren Herzfehlern ist jedes zweite Kind betroffen. Die Gründe sind bislang unklar.

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Als mögliche Ursachen werden eine schlechtere Sauerstoffversorgung infolge des Herzfehlers oder auch Komplikationen der Herzoperationen diskutiert. Eine US-amerikanische Forschergruppe geht derzeit einer weiteren Ursache nach. Sie vermutet, dass die Mutationen, die zu den Herzfehlern führen, möglicherweise auch die Entwicklung des Gehirns beeinträchtigen.

Jason Homsy von der Harvard Medical School in Boston und Mitarbeiter haben das Exom, also alle Protein-kodierenden Anteile des Erbguts, von 1.213 Trios analysiert. Jedes Trio bestand jeweils aus einem Kind mit angeborenem Herzfehler und seinen beiden Elternteilen. Wie zu erwarten wurden bei den Kindern zahlreiche Abweichungen zum elterlichen Erbgut gefunden. Die meisten dieser „De novo“-Mutationen sind vermutlich harmlos, einige könnten jedoch die embryonale Entwicklung des Herzens stören.

Ein Hinweis darauf ist die Tatsache, dass „De novo“-Mutationen bei Kindern mit angeborenen Herzfehlern 1,4 mal häufiger auftraten als bei Kindern ohne Herzfehler. Darunter waren zahlreiche Mutationen, die zum Funktionsverlust des im Gen kodierten Proteins führen (was aus der Abfolge der Basenpaare geschlossen werden kann). In Genen, die während der Herzentwicklung vermehrt abgerufen werden, traten diese schädigenden Mutationen 5,1-fach häufiger als erwartet auf.

Diese schädigenden Mutationen wurden nun sehr viel häufiger bei Kindern gefunden, die neben dem Herzfehler auch andere Fehlbildungen und neuropsychiatrische Entwicklungsstörungen aufwiesen. Daraus schließen die Forscher, dass einige Mutationen nicht nur für die Herzfehler, sondern auch für andere Störungen verantwortlich sind.

Dies ist grundsätzlich möglich, weil einige der betroffenen Gene den Aufbau oder die Funktion von Chromatin beeinflussen. Das Chromatin ist eine Spule, auf die die DNA aufgewickelt ist. Es hat Einfluss darauf, ob bestimmte Gene abgerufen werden oder nicht. Andere Mutationen fanden sich in Steuer-Genen, so in dem Gen RBFOX2, das in die Regulierung des Spleißens eingreift. Dieser Vorgang fügt mehrere Genabschnitte zu einer Boten-RNA zusammen, bevor diese in den Ribosomen in ein Protein umgesetzt wird.

Insgesamt befinden sich die Erkenntnisse noch auf einer sehr abstrakten Ebene und es bleibe abzuwarten, ob mit ihnen ein Gentest entwickeln werden kann, der bereits nach der Geburt anzeigt, welches Kind in der neuropsychiatrischen Entwicklung gehandicapt ist. © rme/aerzteblatt.de

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