Genetik beim Multiplen MyelomWas unterscheidet gesunde Zellen von Myelomzellen?

Dr. Mathilde Födermayr

Krankenhaus der Elisabethinen Linz

Was ist Genetik?Vererbungslehre (griech. = genea/Abstammung,

= genesis/Ursprung)

Teilgebiet der Biologie

Was sind erbliche Merkmale?

Wie werden sie ausgebildet? Wie

werden sie von einer auf die nächste Generation

weitergegeben?

Gregor Mendel, „Vater“ der Genetik (1822 - 1884),

Priester, Naturforscher. Heinzendorf

bei Odrau (Österr. – Schlesien) – Brünn

Mendelsche Regeln der Vererbungslehre

= klassische Genetik

Was ist Genetik?Wo spielt sich Genetik im Körper ab?

Ein Mensch besitzt: 50 Millionen Millionen

(= 50 Trillionen) Zellen

Im Zellkern jeder Körperzelle mit Kern

(Zellen ohne Kern = Erythrozyten,

rote

Blutkörperchen)Zellmembran

Zellplasma Erbmaterial im Zellkern

Was ist Genetik?Wo spielt sich Genetik im Körper ab?

Zelle

ZellmembranZellplasma Zellkern

Was ist Genetik?

Die genetische Information jeder

einzelnen Zelle eines Menschen

liegt in Form von Chromosomen

vor.

Jeder Mensch hat 46 Chromosomen

= 23 Chromosomenpaare

Doppelter Chromosomensatz

Was ist Genetik?

Chromosomen bestehen aus DNA

–Fäden, die um Proteine

gewickelt sind.

DNA = Desoxyribonucleinsäure,

Träger der Erbinformation

Nobelpreis für Medizin, 1962

Was ist Genetik?

Abgespeichert auf der DNA sind :

• Bauplan von jeder einzelnen Zelle,

von Geweben, von einem Organismus

• Funktion einzelner Zellen, Gewebe,

eines Organismus

Wie ist die Erbinformation verschlüsselt?

Durch die Abfolge der

4 Einzelbausteine der DNA = Basen:

Moleküle Adenin, Guanin, Cytosin, Thymin auf

DNA Doppelstrang.

Was ist Genetik?Gene

Gene: Abschnitte der DNA, speichern Information für Eiweisse, Proteine.

Was ist Genetik?

Genom = Gesamtheit der Erbinformation / DNA

Organismus Art Genomgröße Anzahl der Gene

Mensch Säugetier 3,2 Gb 19,042

Schimpanse Säugetier 2,7 Gb 19,000

Maus Säugetier 2,6 Gb 20,210

Hund Säugetier 2,4 Gb 19,300

Reis Pflanze 389 Mb 37,544

Anopheles Insekt 278 Mb 15,189

Plasmodium (Malaria) Einzeller 22,8 Mb 5,300

Hefe Pilz 12,1 Mb 6,607

E. coli Bakterium 4,6 Mb 3,200

HIV Virus 9,1 kb 9

Was ist Genetik?

…..

Feero WG et.al.: N Engl J Med 2010

Was ist Genetik?Die Entschlüsselung des Codes

Was ist Genetik?

…..

Feero WG et.al.: N Engl J Med 2010

Was ist Genetik?Die Entschlüsselung des Codes, Synthese von Proteinen

Was ist Genetik?Genetischer Code

1966: Entschlüsselung des genetischen Codes

drei aufeinander folgende Basen codieren eine von 20 möglichen Aminosäuren (Bausteine der Proteine).

Was ist Genetik?Zusammenfassung

• Fast jede menschliche Zelle besitzt Erbinformation

• Erbinformation = DNA

• DNA besteht aus Genen

• Die erhaltene Information aus Genen dient der Produktion von Proteinen, Eiweißmolekülen für die Zellfunktion.

Was ist Genetik?Zellteilung

Bis zu einer

Billion (1012)

Teilungen

von der

befruchteten

Eizelle bis zur

Geburt.

Genetische VeränderungenWann spricht man davon?

Die Erbinformation wird verändert durch…

• Mutationen (Ersetzen, Ergänzen,

Entfernen einzelner Basen-Bausteine)

• Translokationen (Verschieben von

ganzen DNA-Abschnitten,

Chromosomen-Stück-Austausch)

genetische Informationen gelangen

an ganz andere Stellen,

daher z.B. veränderte

Proteinbiosynthese

• Deletionen (Verlust von DNA-

Abschnitten)

Mutation (oben)

Translokation (links) Deletion (rechts)

Genetische (und Epigenetische) Veränderungen

Wozu können sie im Körper führen?

Genetische Veränderungen können weitreichende und schwerwiegende

Folgen haben, hinsichtlich z.B.:

• der Zellfunktion (z.B. Zellen differenzieren sich nicht vollständig,

Expression neuer oder zuviel/zuwenig von bestimmten Proteinen)

• des Zellwachstums (unkontrollierte Vermehrung von Zellen, z.B.

Plasmazellen Myelom)

Genetische VeränderungenIhre Bedeutung für die Praxis

Hintergedanke: Wozu der Nachweis von

genetischen

Veränderungen?

• Gründe für Ursache und Kenntnis über den Verlauf

der Erkrankung

• Subgruppen von Patienten definieren, die auf

bestimmte Medikamente / Therapieformen

besonders gut / schlecht ansprechen.

• In welchem Stadium ist die Erkrankung?

• Auswirkung von Medikamenten auf den einzelnen

Patienten

Genetische VeränderungenBeispiele beim Multiplen Myelom

Myelomzellen können viele veränderte Chromosomen aufweisen.

Hyperdiploidie: mehrere Chromosomen sind vermehrt vorhanden (z.B. Trisomie).

galt früher als günstiges Merkmal hinsichtlich Verlauf der Erkrankung

keine Hyperdiploidie: normaler Chromosomensatz,

jedoch sind Chromosomenteile verschoben/verloren.

galt als ungünstiges Merkmal

• Deletion = Verlust von Information:

z.B. Verlust einer Kontrollfunktion oder eines Gens …

– del(13) = ungünstige Prognose

– del(17p) = ungünstige Prognose

• Translokation : noch von Bedeutung

–t(4;14)(p16;q32) = ungünstige Prognose

–t(11;14)(q13;q32) = günstige Prognose

–t(14;16)(q32;q23) = unklare Bedeutung

Genetische VeränderungenBeispiele beim Multiplen Myelom

Genetische Veränderungen - WIE Nachweisen?

FISH = Fluoreszenz In-situ Hybridisierung

Was ist das?

Ausgewählte Abschnitte der DNA werden mit Fluoreszenzfarbstoffen nachgewiesen.

Karyogramm (konventionell) FISH

Zusammenfassung

• Genetische Veränderungen werden sehr häufig bei Multiplem Myelom

gefunden.

• Forschungsergebnisse zeigen, daß diese mit guter bzw. schlechter

Prognose assoziiert sein können.

• Für die Praxis gilt zur Zeit: gezielte Medikamente, die an einer

genetischen Veränderung angreifen, sind Zukunftsmusik.