Dr. Barry Kaplan Ihr Genom ist die gesamte Erbinformation, die in Ihrer DNA kodiert ist. Im Jahr 2003 schlossen Wissenschaftler in den USA das Human Genome Project ab. Dies war eine unglaubliche Leistung, wenn man bedenkt, dass die DNA der 24 verschiedenen menschlichen Chromosomen etwa drei Milliarden chemische Bausteine enthält. Die Forscher führten diese massive Untersuchung durch, um die 25.000 menschlichen Gene in unserer DNA aufzudecken.
Die DNA-Sequenzkarten werden jetzt verwendet, um die menschliche Gesundheit und Biologie zu untersuchen, um Präventionen und Behandlungen für Krankheiten besser zu entwickeln. Und die Gensequenzierung könnte uns auch dabei helfen, Impfstoffe wirksamer zu machen. Wenn wir vom Genom eines Virus sprechen, sind alle seine Erbinformationen auch in seiner DNA verschlüsselt. Durch die Sequenzierung des Genoms eines Virus, genau wie im Human Genome Project, erhalten Wissenschaftler ein viel besseres Bild davon, wie das Virus lebt und funktioniert. Und diese Details wiederum führen zu einem besseren Verständnis dafür, wie man Impfstoffe entwickelt, die Viren überlisten und sie abtöten können. Die Genomsequenzierung kann einem Wissenschaftler zum Beispiel zeigen, wie ein Virus auf einen Impfstoff reagiert.
Genau das ist in einer kürzlich durchgeführten klinischen Studie passiert, in der die Genomsequenzierungstechnologie verwendet wurde, um zu sehen, welche Veränderungen eine Population von Pneumokokkenbakterien durchmacht, nachdem sie einem Impfstoff ausgesetzt wurden. Pneumokokken-Bakterien verursachen typischerweise Atemwegsprobleme wie Husten, Niesen und Verstopfung. Wenn sich dieses Bakterium in der Lunge ansiedelt, kann es eine Lungenentzündung verursachen. Es kann sich auch auf das Blut ausbreiten, wo es einen septischen Schock und lebensbedrohlichen niedrigen Blutdruck auslösen kann. Als Wissenschaftler des Wellcome Trust Sanger Institute im Vereinigten Königreich die Genomsequenzierung verwendeten, um eine Probe von Pneumokokken zu untersuchen, stellten sie fest, dass einige der Bakterien abgetötet wurden, wenn sie einem bestimmten Impfstoff ausgesetzt wurden. In diese Lücke wuchsen bereits existierende Bakterien mit einer leichten genetischen Variation, und diese Variation war wahrscheinlich für einen Rückgang der Pneumokokken-Erkrankung verantwortlich.
PLUS: Neue genetische Entdeckungen können helfen, Krankheiten vorzubeugen
Die Wissenschaftler hoffen, die Veränderungen verfolgen zu können, die ein Bakterium durchläuft, um das plötzliche Auftreten eines krankheitsverursachenden Stamms zu erkennen. Es ist diese Fähigkeit, einen Krankheitsausbruch schnell und präzise untersuchen zu können, die die medizinische Fachwelt begeistert. Es gibt jedoch einen Haken: Einige Infektionen werden durch zwei verschiedene Stämme derselben Bakterien verursacht. Wenn nur ein Stamm sequenziert wird, ist die Fähigkeit der Genomsequenzierung, zu helfen, begrenzt. Wissenschaftler arbeiten gerade an diesem Problem.
Eine andere Möglichkeit, die Genomsequenzierung im Kampf gegen Viren einzusetzen, besteht darin, ganze Genomsequenzen zu verwenden, um Impfstoffkandidaten zu entwickeln. Mit mathematischen Formeln lassen sich die besten Antigene ermitteln und diese wiederum zu einem Impfstoff entwickeln. Dieser Prozess wird jedoch nicht so einfach sein, wie es sich anhört. Wissenschaftler müssen aus Hunderten von identifizierten Antigenen diejenigen auswählen, die sich am besten kombinieren lassen, um einen wirksamen Impfstoff zu bilden. Die Forschung sieht vielversprechend aus und ich bin gespannt, was die Wissenschaftler als nächstes entdecken.