Wer bin ich? Was sagen mir meine Gene?

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Wer bin ich?

Was sagen mir meine Gene?

Prof. Theo Dingermann

Institut für Pharmazeutische Biologie Biozentrum

Max-von Laue-Str. 9 60438 Frankfurt am Main

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Sind die verrückt geworden?

Freitag, 4. Februar 2011

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Lass uns mal eben eine Bibliothek zusammenstellen!

Eine Bibliothek

• mit 1.200 Bände

• à 1.000 Seiten

• à 3.000 Buchstaben

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Lass uns mal eben eine Bibliothek zusammenstellen!

• deren Buchstaben wir zwar entziffern können

• deren Text wir vielleicht lesen können

• aber deren Inhalt wir (noch) kaum verstehen.

Eine Bibliothek

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Genetische Information codieren und realisieren

DNA

Zwischenspeichern

mRNA

Realisieren

Protein

Dekorieren

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Genetische Information lesen

Die Qualität und die Reihenfolge von Buchstaben bestimmen den Sinn der hinterlegten Information

Gentechnologie

AGCTTGAACT

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Genetische Information lesen

Die Qualität und die Reihenfolge von Buchstaben bestimmen den Sinn der hinterlegten Information

Gentachnologie

AGCA TGAACT

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Die sind alles andere als verrückt gewesen!

(9)

Ein vorläufiger Höhepunkt der Revolution in den Biowissenschaften

Beginn der Revolution in den Biowissenschaften

1953 entdeckten der Brite Francis Crick und US-Amerikaner James Watson, die

Doppelhelix-Struktur der universellen

Erbsubstanz: der Desoxyribonukleinsäure

(DNS bzw. DNA).

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Ein vorläufiger Höhepunkt der Revolution in den Biowissenschaften

Beginn der Revolution in den Biowissenschaften

1953 entdeckten der Brite Francis Crick und US-Amerikaner James Watson, die

Doppelhelix-Struktur der universellen

Erbsubstanz: der Desoxyribonukleinsäure (DNS bzw. DNA).

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Ein vorläufiger Höhepunkt der Revolution in den Biowissenschaften

Beginn der Revolution in den Biowissenschaften

1953 entdeckten der Brite Francis Crick und US-Amerikaner James Watson, die

Doppelhelix-Struktur der universellen

Erbsubstanz: der Desoxyribonukleinsäure

(DNS bzw. DNA).

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Ein vorläufiger Höhepunkt der Revolution in den Biowissenschaften

Entdeckung der DNA im Jahre 1953

Entschlüsselung des humanen Genoms im Jahre 2001/2003

50 Jahre

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Ein vorläufiger Höhepunkt der Revolution in den Biowissenschaften

Die Umsetzung einer verrückten Idee mit dem Start des humanen Genomprojektes im Jahre 1989

Entschlüsselung des humanen Genoms im Jahre 2001/2003

14 Jahre

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Industrialisierung der molekularen Medizin

… weg von der problemorientierten Forschung

… hin zur systematischen Forschung

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Das humane Genomprojekt – eine globale Leistung

Eine Bibliothek

• mit 1.200 Bände

• à 1.000 Seiten

• à 3.000 Buchstaben

3.200.000.000 Buchstaben

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Der Mensch ?

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Die Menschen !

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Die Menschen !

Wir Menschen unterscheiden uns im Aussehen und in anderen Eigenschaften, ...

... weil zwei Genome im Schnitt alle 1.000 Buchstaben einen Unterschied („Fehler“) aufweisen (= 3 pro Seite).

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Zur Sicherheit lieber alles doppelt!

Nicht in einer Bibliothek sondern in zwei Bibliotheken ist die Information für menschliches Leben gespeichert.

• mit 2.400 Bände

• à 1.000 Seiten

• à 3.000 Buchstaben

6.400.000.000 Buchstaben

6,4 Milliarden Buchstaben

Abgelegt in 46 Chromosomen Aufgereiht auf 2 Meter DNA

In jeder der 14 Milliarden Zellen unseres Körpers

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Alle Information ist doppelt vorhanden, weil das sehr viel sicherer ist!

Risiko

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Wir kennen nicht nur alle Buchstaben. Wir kennen auch die wichtigsten Variationen.

Single Nucleotide Polymorphisms (SNPs)

…TGGCTAGACTAGACATT…

C C

…TGGCTAGACTAGACATT…

…TGGCTAGA TTAGACATT…

C T

…TGGCTAGA TTAGACATT…

T

(22)

Wie sieht denn das alles bei mir aus?

(23)

www.23andme.com

(24)

www.23andme.com

(25)

www.23andme.com

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Fragen, die man sich stellen kann

1. Wurde hier tatsächlich meine DNA analysiert?

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Augenfarbe

56 % 37 % 7 % 72 % 27 % 1 %

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Blonde vs. braune Haare

Felix vor ca.

25 Jahren:

Deutlich verringerte Wahrscheinlichkeit für blonde Haare

Typischerweise blonde Haare

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Ohrenschmalz –

fettig/feucht oder trocken/schuppig?

Nahezu alle Europäer und Afrikaner haben feuchtes Ohrenschmalz, wohingegen Asiaten zu 80 – 95 % trocken/schuppiges

Ohrenschmalz haben.

fettig/feuchtes Ohrenschmalz

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Fragen, die man sich stellen kann

2. Finde ich in meinem Genom Eigenschaften, die ich

immer schon vermutet habe, die ich aber nun schwarz auf weiß demonstriert bekomme?

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Lactose-Intoleranz

Wahrscheinlich Lactose-tolerant

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Schmerzsensitivität

Verminderte Schmerzsensitivität

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Fragen, die man sich stellen kann

3. Finde ich in meinem Genom Eigenschaften, die mich

wirklich überraschen? ... oder auch nicht?

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Übergewicht

63,4 % der Europäer, die meine Genausstattung besitzen, entwickeln Fettleibigkeit im Alter

zwischen 17 und 59 Jahren.

Durchschnittlich entwickeln 63,9 % der Europäer im Alter zwischen 17 und 59 Jahren eine Fettleibigkeit.

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Übergewicht

Der Eintrag der genetischen Veranlagung für das

Gesamtrisiko liegt zwischen 64 – 84 %

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Kurzer Themenwechsel

Sind „Krankheit“ und „Gesundheit“ fixe Größen?

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Sterbekurven 1900 und 2000

(38)

Sterbekurven 1900 und 2000

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Sterbe- und Krankheitskurven 1900 und 2000

1900: ca. 7 % der 9 % Lebenden waren gesund, d.h. 2 % waren krank

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Ist man tatsächlich gesund, wenn man glaubt gesund zu sein?

1900: ca. 7 % der 9 % Lebenden waren gesund, d.h. 2 % waren krank 2000: ca. 32 % der 58 % Lebenden sind gesund, d.h. 28 % sind krank

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Fragen, die man sich stellen kann

4. Finde ich in meinem Genom Eigenschaften, aus denen

ich Konsequenzen ziehen sollte?

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Altersdiabetes

43,3 % der Europäer, die diesen Genotyp besitzen, entwickeln einen Typ-2-Diabetes im Alter zwischen 20 und 79 Jahren

Durchschnittlich entwickeln 23,7 % der Europäer im Alter zwischen 20 und 79 Jahren einen Typ-2-Diabetes.

Gesamtrisiko liegt bei 26 % .

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Altersdiabetes – und die Konsequenzen

BMI: KG

cm X cm

73 182 X 182

= 22,04

BMI < 25 Normalgewicht BMI < 30 präadipös

BMI > 30 adipös

83 25,06

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Altersbedingte Maculadegeneration (MD)

13,4 % der Europäer, die diesen Genotyp besitzen, entwickeln im Alter zwischen 43 und 79 Jahren eine AMD.

Durchschnittlich entwickeln 7 % der Europäer im Alter zwischen 43 und 79 Jahren eine AMD.

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Herzinfarkt

17,5 % der Europäer, die diesen Genotyp besitzen, werden einen im Alter zwischen 40 und 79 Jahren einen Herzinfarkt erleiden.

Durchschnittlich erleiden 21,2 % der Europäer im Alter zwischen 43 und 79 Jahren einen Herzinfarkt.

Gesamtrisiko liegt bei Frauen bei 38 %, bei Männern bei 57 %.

Risikofaktoren sind das Alter, Rauchen und Alkohol, zu

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Fragen, die man sich stellen kann

5. Finde ich in meinem Genom Informationen, wie ich mit Arzneimittel umgehe?

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Coffein-Metabolismus

Menschen, die Coffein langsam abbauen, sollten wenig Kaffee und

andere Coffein-haltige Getränke trinken, da mit einem erhöhten Coffein- Konsum das Herzinfarktrisiko deutlich steigt.

Ferner können solche Menschen auch untypisch auf folgende Medikamente reagieren: Antidepressiva, Östrogen, Theophyllin, Marcumar, verschiedene Mittel gegen zu hohen Blutdruck u.a.

Schneller Metabolisierer für Coffein

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Lumiracoxib und Leberschäden

Wegen dieser Gefahr wurde Lumiracoxib aus dem Handel genommen!

Stark erhöhtes Risiko, bei

Einnahme von Lumiracoxib einen Leberschaden davonzutragen.

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Simvastatin und Muskelschäden

Deutlich erhöhtes Risiko, bei Einnahme von Simvastatin mit Muskelschmerzen zu reagieren.

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Simvastatin und Muskelschäden

SLCO1B1 = leberspezifischer Anionentransporter ABCG2 = ABC-Transporter G2

ABCB1 = ABC-Transporter; P-Glykoprotein

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Simvastatin und Muskelschäden

SLCO1B1 = leberspezifischer Anionentransporter ABCG2 = ABC-Transporter G2

ABCB1 = ABC-Transporter; P-Glykoprotein

Gen SNP TD IZ

SLCO1B1 rs4149056 TC TT ABCG2 rs2231142 CA CC

ABCB1

rs1128503 TT TC ABCB1 rs2032582 TT TC ABCB1

rs1045642 TT TC

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Tamoxifen

Patientinnen, die das Enzym CYP2D6 nicht in einer funktionsfähigen Form besitzen, werden praktisch nicht behandelt, obwohl sie jeden Tag ein Medikament einnehmen!

Tamoxifen ist nur eine Vorstufe

der Wirkstoff heißt Endoxifen Das Enzym CYP2D6 katalysiert diese Umwandlung

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Tamoxifen

!

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Fragen, die man sich stellen kann

6. Will ich eigentlich alles wissen, was ich heute wissen könnte?

7. Wie steht es mit Datenmissbrauch?

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Erhöhte Risiken vs. verminderte Risiken?

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