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Hier nun mein Vortrag an der Langen Nacht der Wissenschaft, 10. Mai 2014 im MDC Berlin-Buch. Da es ein Vortragsskript ist, ist es sprachlich nicht über alle Zweifel erhaben… Links usw. kann ich hinzufügen wenn gewünscht.

In diesem Vortrag geht es um das menschliche Erbgut oder Erbinformation. Und darum, wie man an die Information rankommt, und was es bedeutet, wenn man diese kennt, und wie man mit dieser riesigen und gleichzeitig sehr persönlichen Datenmenge umgehen soll, und welche ethischen und rechtlichen Fragen gestellt werden müssen. Die Entwicklung bei der Erbgutinformation ist durchaus mit dem Internet vergleichbar: eine schnelle technologische Entwicklung erlaubt, immer mehr persönliche Daten zu sammeln. Heute kann man innert weniger Tagen für 1000 Euro ein komplettes menschliches Erbgut bestimmen, was vor 15 Jahren reinstes science fiction war.

Zuerst werde ich sehr kurz einige Dinge dazu sagen, was genetische Information bedeutet, und was Unterschiede zwischen Menschen auf Gen-Ebene sind. Dann etwas zur technischen Entwicklung und Möglichkeiten der Erbgutbestimmung. Und zum Schluss aktuelle ethische und rechtliche Fragen und Entwicklungen.

Wie gesagt, es geht um das menschliche Erbgut, auch Genom genannt, alle unsere Gene. Wir haben unser Erbgut in allen unseren Zellen drin, in 23 relativ großen Molelkülen. Diese umfassen insgesamt ungefähr 3 Milliarden „Buchstaben“, chemisch gesagt „Basen“ oder „Nukleinsäuren“. Es gibt nur vier verschiedene davon, ACGT. 3 Milliarden entspricht ungefähr 670 Tausend dicht bedruckten A4-Seiten, oder einer ordentlichen Bibliothek. Das Genom ist ganz dicht zusammengeknäuelt, ausgestreckt sind es ungefähr 1 Meter, aber unendlich dünn.

Nun, also zum Genom. Es hat darauf beim Menschen ungefähr 20000 Gene. Aus Genen werden Proteine, die die eigentlich Arbeit im Körper erledigen. Nahrung verdauen, Atmen, Signale im Hirn weitergeben usw – das machen Proteine. Gene sind der Bauplan für Proteine. Bei dem umstrittenen „Genfood“ bspw geht es oft um einzelne Gene, die hinzugefügt werden. Beispiel Bt-Mais von Monsanto: Dieser Mais hat ein Gen, das für ein Protein codiert, das giftig ist für schädliche Insekten, wie bspw. den Maiszünsler, der ganze Maisfelder vernichten kann.

Neben den 20000 Genen, die einen sehr kleinen Teil des Genoms ausmachen, hat es sehr viel Sequenzen, die die Gene regulieren und andere Dinge tun – die Funktion des größten Teil des Genoms ist nach wie vor unbekannt.

Einzelne Menschen können sich in ganz kleinen Differenzen unterscheiden (abgesehen von Mann/Frau, wo ein ganzes Chromosom unterschiedlich ist). Es sind ungefähr eine Million dieser kleinen Unterschiede bekannt; das können einzelne Buchstabendifferenzen sein (bpsw. ein A statt ein G), oder kurze oder längere Abschnitte die fehlen oder zusätzlich da sind. Viele dieser Differenzen haben wohl keinen Effekt, von zahlreichen ist aber schon bekannt was sie bewirken. Man nennt diese Unterschiede auch SNP (small nuclear polymorphism).

Bekannt geworden ist das Gen BRCA1, das macht ein Protein das für die Stabilität des Genoms zuständig ist. Einige SNPs in diesem Gen können das Risiko für Brustkrebs drastisch erhöhen. Immer mehr Frauen lassen sich nun auf diese SNPs testen und eventuell präventiv die Brust entfernen – bekanntes Beispiel ist Angelina Jolie.

So einfach ist der Zusammenhang zwischen genetischer Information und Krankheit aber meistens nicht. Die erstmalige Bestimmung des menschlichen Genoms hat diesbezüglich riesige Hoffnungen geweckt, die zumeist nicht erfüllt werden konnten. Im Gegenteil, je näher man hinschaut, desto weniger sieht man: Nach der erstmaligen Entschlüsselung des menschlichen Genoms haben sich immer mehr und immer komplexere Mechanismen gezeigt, welche tatsächlichen Folgen die Veränderungen im Genom tatsächlich haben. Direkte Folgerungen wie im Beispiel oben mit dem einfachen Zusammenhang BRCA1-Veränderung -> stark erhöhtes Brustkrebsrisiko sind eher die Ausnahme.

Auch ist klar, dass äußerliche Einflüsse – Kultur, Erziehung, Ernährung, Umwelt – den einzelnen Menschen viel stärker prägen als nur seine Gene. Siehe Geschwister, die sich ja genetisch sehr ähnlich sind, aber ganz unterschliedliche Menschen sein können.

Aber zurück zur Bestimmung des Erbgutes. Beim ersten Mal, vor wie gesagt gut zehn Jahren, hat man dafür noch Jahre und Dutzende von Millionen von Euro gebraucht. Dank des technischen Fortschrittes kostet die komplette Bestimmung des Erbgutes eines Menschen heute noch ungefähr 1000 Euro. Auch wir können das innert einiger Tagen machen – von etwas Blut oder einer kleinen Gewebeprobe ausgehend, es braucht also keinen großen Eingriff. Das kontrastiert mit dem enormen Informationsgewinn aus der Methode.

Das bedeutet, dass die Totalsequenzierung des menschlichen Genoms in der Medizin und darüberhinaus alltäglich werden kann. Trotz der Vorbehalte, die vorher gegenüber des tatsächlichen Informationsgehaltes des Genoms geäußert habe, wir reden hier über die Bestimmung einer entscheidenden biologischen Voraussetzung der individuellen Identität des Menschen. Und entsprechend stellen sich wichtige ethische und rechtliche Fragen – nicht alle grundsätzlich neu, aber von ganz neuer Reichweite und Menge. Beispielsweise ergibt „Blutfett“ messen ein Wert – während das Erbgut unendlich viel aussagekräftiger ist bzw. sein kann:

  • Die Kenntnis des Erbgutes kann sehr aussagekräftig sein: Da Risiken für diese und jene Krankheiten bekannt. Das beeinflusst das Verhalten (siehe Brustkrebs/Brustamputation), aber könnte zB Versicherungen brennend interessieren -> Datenschutz.
  • „Genetische Verantwortung“ -> gegenüber Nachkommen und nahen Verwandten, da diese ähnliche Eigenschaften haben könnten. Siehe auch Pränataldiagnostik.
  • Analyse erfolgt mehr und mehr in vernetzten, arbeitsteiligen Verbünden. Viel mehr Leute sind involviert, und nicht nur Ärzte, die zB an das Arztgeheimnis und Verhaltensrichtlinien gebunden sind, sondern auch nicht-ärztliche Wissenschaftler (wie zB ich). Es braucht also eine Ausdehnung der Pflichten und des Schutzes des Personals.
  • Klassischer Umgang mit Patienten: Aufklärung, Einwilligung, Beratung – funktioniert nicht mehr. Die Struktur der biologischen Forschung (globaler Datenaustausch), ein hohes Maß an vagem Wissen (Forschung ist im Fluss), die Beschaffenheit genetischer Informationen (Wahrscheinlichkeitswissen) und die Menge an möglichen Zusatzbefunden (Überschussinformation) unterhöhlen den Anspruch auf eine informierte Entscheidung.
  • Totalsequenzierung stellt keinen punktuellen, sondern einen andauernden Eingriff in die Rechte des Betroffenen dar. Die Möglichkeit der sukzessiven Informationsbeschaffung macht es schwer, Umfang und Reichweite des Eingriffs abschließend einschätzen zu können.
  • Darf oder muss man dem Patienten alles mitteilen? Besonders sensibel bei Kindern und Jugendlichen (Veränderungen im Erbgut die erst viel später und nur eventuell sichtbar werden)
  • Datenschutz, Datensicherheit sind auch hier von zentraler Wichtigkeit
  • Gendiagnostikgesetz von 2009 ein Anfang, aber nicht mehr
  • Firmen wie 23andme, deCODEme, Illumina usw. bestimmen SNPs oder das ganze Erbgut. Sobald private Firmen hineinkommen, gibt es zusätzliche Probleme – siehe bspw. die umstrittene Patentierung auf BRCA1 durch die Firma Myriad, wodurch sehr teure Gentests für Brustkrebs möglich werden.

Es gibt also einige Vorbehalte, aber wie das Internet und andere großartige Erfindungen birgt auch die Erbgutbestimmung ein riesiges positives Potenzial, nicht nur für wissenschaftliche Grundlagenforschung und die Entwicklung von Therapie und Diagnostik! So haben vier StudentInnen von verschiedenen Unis aus Deutschland openSNP.org programmiert, wo Leute ihre SNP-Daten und Genome eingeben können und sich darüber austauschen können, aber auch ihre Daten der Wissenschaft zur Verfügung stellen. Die Souveränität über die eigenen Daten geht auf das Individuum über – das ist aufwändig, aber grundsätzlich begrüßenswert.

 

Einige weiterführende Links

 

 

 

Kürzlich erschien in der englische Zeitung „The Guardian“ ein Bericht einer Journalistin, die ihr gesamtes Genom sequenzieren ließ (die deutsche Übersetzung war letzte Woche im „Freitag“ zu lesen und wird wohl bald auf freitag.de erscheinen ist auf freitag.de zu finden). Kurz zusammengefasst: Mit dem Abgleich von Veränderungen im Genom mit bekannten wissenschaftlichen Daten lassen sich gewisse Vorhersagen treffen wie anfällig jemand beispielsweise auf bestimmte Krankheiten ist. Berühmt geworden ist das Beispiel von Angelina Jolie, die sich ihre Brüste abnehmen ließ, nachdem ein Gentest gezeigt hat, dass sie eine höhere Wahrscheinlichkeit hat an Brustkrebs zu erkranken.*

Die Information über das eigene Genom sind höchst persönliche Daten, mit denen sensibel umzugehen ist. Und damit gehört das Thema zu den aktuellen Diskussionen um Überwachung, Datenschutz, Prism oder Vorratsdatenspeicherung. Wie weiter also in der Zeit von „Big Data“, da es möglich geworden ist, gigantische Datensätze mit persönlichen Informationen zu speichern, zu überwachen, auszuwerten? Wie umgehen mit dem „neuen Gold des Informationszeitalter“?  Klar ist: Das Unbehagen über die Datenmengen und den Umgang damit ist groß. Unklar hingegen ist, was mit solchen Daten schon geschehen ist, welche Auswertungen durch wen möglich sind, was damit erreicht werden kann. Die Bundesregierung scheint nicht einmal in der Lage zu sein, die richtigen Fragen zu stellen, wenn es um die amerikanischen oder britischen Spionageprogramme geht, geschweige denn zu verstehen was hier alles auf dem Spiel stehen könnte. Facebook führt den social graph search ein, mit der jede persönliche Information in ein allumfassendes, durchsuchbares Netzwerk fließt; während  viele Facebook-User wohl schon jetzt mit den Privatsphäreeinstellungen überfordert sind, sind die jetzt eilig herumgebotenen Erklärungen wie man sich vor dem graph search „schützen“ kann, noch komplizierter. Die englische Journalistin mit dem sequenzierten Genom fürchtet, dass ihre Erbinformation, bei Amazon in der cloud gespeichert, gehackt werden könnte. Und beschließt schlussendlich, nicht alles wissen zu wollen, was in ihrem Genom an Informationen drin ist: „It’s possible that I could look it up. But when it comes down to it, I decide not to. I’m beginning to see the point of the don’t-want-to-knows. It’s all about risk and probabilities and all the information suggests that as humans we just aren’t that good at understanding them or relating them to our own lives.“

Wissenschaftlicher und technischer Fortschritt gehen nicht selten schneller voran als die Einordnung, welche Folgen dieser Fortschritt haben könnte („Technikfolgenabschätzung“ ist als Forschungszweig eher neueren Datums). Wissenschaft und Erkenntnis wird vorangetrieben durch Enthusiasten wie den im Artikel zitierten Genetiker Ron Zimmern, der optimistisch meint: „I wish people would understand how amazing and revolutionary this science is. How exciting it is. How the NHS’s 100,000 genome project has extraordinary potential.“ – und das ist im Prinzip auch gut, denn nur so kann neue Erkenntnis gewonnen werden. Trotzdem, wenn der Fortschritt das Labor verlässt, braucht es mehr als Enthusiasmus und Optimismus. Bei gewissen Anwendungen muss die Gesellschaft wie die einzelne Person sagen – nein, obwohl Google superpraktisch ist um alle meine Daten zu organisieren, ich mache das nicht. Und nein – wir sequenzieren auch nicht alle Neugeborenen, obwohl das in wenigen Jahren für einen Apfel und ein Ei möglich sein wird. Zudem bräuchte es eine gewisse Verantwortung der Entwickler und Forscherinnen, nicht alles voranzutreiben was geht – um nicht vielleicht Jahre später ein schlechtes Gewissen zu haben wie einst Robert Oppenheimer, einer der Miterfinder der Atombombe.

Solche Einschränkungen – zur Not auch mit Gesetzen – haben nichts mit Technikfeindlichkeit oder Unfreiheit zu tun. Im Gegenteil. Rationale Verwendung von technischem Fortschritt und Freiheit äußern sich genau darin, sich einzugestehen, dass uns die selbst geschaffene Komplexität überfordert. Und dass wir daher als Individuum wie als Gesellschaft nicht alles machen können und müssen, was möglich ist. Vielleicht kann daraus ein Leitgedanke für das „Informationszeitalter“ werden?

*Auch wenn die Veränderungen im Genom von Bedeutung sind, hat die Forschung gerade in der Zeit nach der vollständigen Entschlüsselung des menschlichen Genoms vor 13 Jahren gezeigt, wie entscheidend schon auf molekularer Ebene andere Faktoren sind, nachzulesen etwa unter dem Stichwort Epigenetik.