Forscher der Medizinischen Fakultät der Universität Leipzig haben in Zusammenarbeit mit einem weltweiten Konsortium das Genom von mehr als einer Million Patienten analysiert und 116 neue Gene entdeckt, die zu chronischen Nierenerkrankungen führen. Sie bieten nun neue Ansatzpunkte für Therapie und Diagnostik. In die genomweite Meta-Analyse brachten die Leipziger Forscher rund 14.000 Datensätze aus den LIFE-Kohorten sowie der Sorben-Studie mit ein. Die Untersuchung erschien kürzlich im Fachmagazin Nature Genetics.
Etwa acht Millionen Menschen leiden in Deutschland unter einer chronischen Nierenkrankheit, 8.000 von ihnen benötigen eine Nierentransplantation. Doch zur Entwicklung neuer effektiver Therapeutika fehlt ein umfassendes Verständnis der zugrundeliegenden Prozesse der chronischen Nierenerkrankung. Ein Wissenschaftlerteam aus mehr als 270 Forschungsabteilungen weltweit hat nun in einem dreijährigen Projekt das Genom von 1,05 Millionen Studienteilnehmern analysiert und ausgewertet. Sie fanden neue Genorte und neue Risiko-Gene, die mit Nierenerkrankungen assoziiert sind. Besonders im Blick hatten die Forscher die Gene, die die Fähigkeit der Niere beeinflussen, das Blut durch Filtration von Schadstoffen zu reinigen.
Rund 14.000 Datensätze kommen aus Leipzig
Um nachzuweisen, dass bestimmte Gene im Zusammenhang mit der Erkrankung stehen, führten die Wissenschaftler unter Federführung des Universitätsklinikums Freiburg große Datenanalysen durch. Dafür werteten sie Datensätze des internationalen „Chronic Kidney Disease Genetics (CKDGen) Consortiums“ und des US-amerikanischen „Million Veteran Program“ aus. Etwa 100 Studien weltweit trugen die Ergebnisse zusammen. „Die Größe des Datensatzes machte es möglich, so viele neue und statistisch signifikante Gene und Genorte zu lokalisieren sowie genetische Zusammenhänge zu anderen Merkmalen wie zum Beispiel Körpermaße und Stoffwechselparameter“, sagt Prof. Dr. Markus Scholz, Seniorautor und Professor für Genetische Statistik und Biomathematische Modellierung am Institut für Medizinische Informatik, Statistik und Epidemiologie (IMISE). Neben der hohen Expertise im Bereich der genetischen Statistik brachten die Leipziger Wissenschaftler auch Datensätze aus den Studien des Leipziger Forschungszentrums für Zivilisationserkrankungen (LIFE) und der Sorben-Studie mit ein. „Aus allen drei großen LIFE-Kohorten, der Erwachsenenstudie, der Herzstudie und der Kinderstudie, konnten wir die Daten von etwa 14.000 Menschen einbringen und sind damit weltweit unter den zehn größten Partnern des Konsortiums. Diese hohen Fallzahlen ermöglichen es uns, die häufig vielfältigen genetischen Ursachen für Erkrankungen zu erkennen“, sagt Prof. Scholz.
Elf Gene besonders aussichtsreich für neue Therapie-Ansätze
Im Ergebnis konnte die Studie 166 neue Genorte erstmals nachweisen. „Wir gehen davon aus, dass Veränderungen in diesen Genen eine Nierenerkrankung begünstigen können. Auf der Grundlage unserer Studie kann man nun das individuelle genetische Risiko für die Entwicklung einer Nierenerkrankung besser einschätzen“, so Scholz. Risikovarianten in elf dieser Gene sind nach Ansicht der Forscher direkt ursächlich und könnten somit unter anderem für die Entwicklung neuer Medikamente wichtig sein. Außerdem verglichen die Wissenschaftler die Genaktivität von 46 Gewebetypen des gesamten Körpers und konnten zeigen, dass viele relevante Genveränderungen zu einer Veränderung der Genaktivität im Gewebe der Nieren und des Urogenitaltrakts führen.
Nieren sorgen für Entgiftung
Die Nieren reinigen und filtern unser Blut. Pro Tag säubern sie rund 300 Mal die etwa sechs Liter Blut im Körper: Wichtige Substanzen wie Eiweiße oder Mineralien bleiben im Blut, Stoffwechselabfallprodukte hingegen filtert das Organ heraus und scheidet sie über den Urin aus. Aus circa 180 Litern, die täglich aus dem Blut gefiltert werden, gelangen nur zwei bis drei Liter konzentriert in die Harnblase - der Rest bleibt dem Körper erhalten. Die Nierenfunktion nimmt bei Erwachsenen kontinuierlich mit dem Alter ab. Ist sie nachhaltig eingeschränkt, kann es zu vielfältigen Beschwerden kommen. Dazu gehören Schwellungen der Beine oder des Gesichts, Müdigkeit, Übelkeit, Gewichtsverlust oder Muskelkrämpfe bis hin zum Nierenversagen im Endstadium. Chronische Nierenkrankheiten gehören zu den am stärksten ansteigenden Todesursachen in den vergangenen zehn Jahren.
Originalveröffentlichung in Nature Genetics:
“A catalog of genetic loci associated with kidney function from analyses of a million individuals”, DOI: 10.1038/s41588-019-0407-x
