Carrier Status

Mit PGS wird auch auf das Vorhandensein genetischer Varianten untersucht, die für die Nachkommen von Bedeutung sein können, für die Anlageträger selbst (Carrier) jedoch keine gesundheitlichen Auswirkungen haben. Diese Kategorie wird als Carrier-Status bezeichnet.

Wie ist das zu verstehen, dass genetische Varianten für Nachkommen relevant sind, die für die Eltern selbst keine Auswirkungen haben?

Die Gesamtheit aller Gene befindet sich in dem Molekül DNA, „verpackt“ in Form von 46 Chromosomen. Jeweils 23 der Chromosomen stammen von der Mutter und 23 Chromosomen vom Vater. Merkmale, die der Kategorie Carrier-Status zugeordnet werden, sind rezessiv erblich. Das bedeutet, dass sie nur dann auftreten, wenn beide Kopien des Gens eine Veränderung tragen. Eine Relevanz für die Nachkommen kann dann bestehen, wenn beide Elternteile Träger einer Veränderung in demselben Gen sind. Die verschiedenen Möglichkeiten für Nachkommen von Eltern, die beide Carrier einer Veränderung in einem Gen sind, sind in Abb. 1 dargestellt.

Abb. 1: Autosomal-rezessiver Erbgang: in diesem Beispiel sind beide Elternteile Carrier einer Veränderung in einer Genkopie auf Chromosom 7. Es sind insgesamt vier verschiedene Kombinationen dafür möglich, welche Chromosomenkopien der beiden Eltern schließlich bei den Nachkommen zusammentreffen: 1) und 4) Die Nachkommen können ebenfalls wie beide Eltern- eine Veränderung in einer Genkopie auf Chromosom 7 tragen, also Carrier sein, 2) auf beiden Chromosomen 7 eine Veränderung oder 3) auf beiden Chromosomen 7 keine Veränderungen haben. Sind beide Genkopien verändert, führt dies zu der Merkmalsausprägung.

Ein Beispiel für ein autosomal-rezessiv vererbtes Merkmal ist die Erkrankung cystische Fibrose. Sie kommt dann zur Ausprägung, wenn eine Veränderung des CFTR-Gens auf beiden Chromosomen 7 (homozygot) vorliegt.

Das CFTR-Gen kodiert für das gleichnamige Protein. Es spielt eine wichtige Rolle bei der Schleim- und Sekretbildung. Veränderungen im CFTR-Gen führen zu einer Beeinträchtigung der Funktion des CFTR-Proteins. Daraus resultiert eine veränderte Zusammensetzung der Sekrete von Schleim- und Schweißdrüsen. Wasser wird vermehrt in den Zellen gebunden und ist dann für die Sekretproduktion der entsprechenden Organe nicht mehr ausreichend verfügbar (siehe Abb.1). Die zähflüssigen Sekrete können Beeinträchtigungen der Organe Lunge, Bauchspeicheldrüse, Dünndarm, Leber und Haut zur Folge haben.

Abb. 2: 1) Das CFTR-Protein bildet einen Tunnel durch den Chlorid-Ionen (Cl-) auf die Außenseite von sekretbildenden Zellen transportiert werden. Das hat zur Folge, dass auch Wasser (H2O) aus der Zelle austritt. Das gebildete Sekret bildet eine Schutzschicht und hält die Oberfläche von Organen feucht. 2) Ist die Form des CFTR-Proteins verändert, zum Beispiel durch eine Veränderung im CFTR-Gen, werden Chlorid-Ionen (Cl-) und Wasser (H2O) in den Zellen zurückgehalten. Die Bildung von schützenden Sekreten ist dadurch eingeschränkt.

Liegt eine genetische Veränderung nur in einer Kopie des CFTR-Gens, also nur auf einem der beiden Chromosomen vor, bezeichnet man dies als heterozygot. Die Wahrscheinlichkeit dafür, dass ein Mensch mitteleuropäischer Abstammung heterozygoter Träger für eine krankheitsverursachende Veränderung (Mutation) im CFTR-Gen ist, beträgt etwa 1:25. Das bedeutet, dass von 25 Personen mindestens eine Person heterozygoter Carrier ist. Es handelt sich somit also um eine nicht so seltene Situation (Abb. 2).

Abb. 3: Carrier-Häufigkeit von CFTR-Varianten. In Deutschland haben 4%, das sind 4 von 100 Menschen, eine Veränderung in einer Kopie des CFTR-Gens. Dies wird auch dargestellt als 1 von 25 oder 1 : 25.

Die Tatsache, dass relativ viele Menschen heterozygote Träger für Mutationen im CFTR-Gen sind, wird durch mögliche positive Effekte für Carrier im Verlauf der Evolution erklärt. Im Falle der cystischen Fibrose vermutet man, dass Carrier manche Körpersekrete in geringfügig veränderter Form bilden. Dies konnte in früheren Zeiten, als Durchfallerkrankungen nicht behandelbar waren und so insbesondere für Säuglinge schnell lebensgefährlich wurden, zu erhöhten Überlebenschancen geführt haben.