Genetik beim Multiplen Myelom Was unterscheidet gesunde Zellen von Myelomzellen? Dr. Mathilde Födermayr Krankenhaus der Elisabethinen Linz

Vererbungslehre (griech. = genea/Abstammung, = genesis/Ursprung) 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

Wo spielt sich Genetik im Körper ab? 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

Wo spielt sich Genetik im Körper ab? Was ist Genetik? Wo spielt sich Genetik im Körper ab? Zelle Zellmembran Zellplasma 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 2,7 Gb 19,000 Maus 2,6 Gb 20,210 Hund 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? Was ist Genetik? Die Entschlüsselung des Codes ….. Feero WG et.al.: N Engl J Med 2010

Was ist Genetik? Was ist Genetik? Die Entschlüsselung des Codes, Synthese von Proteinen Was ist Genetik? ….. Feero WG et.al.: N Engl J Med 2010

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 Veränderungen Wann 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 Veränderungen Ihre 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 Veränderungen Beispiele 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

Genetische Veränderungen Beispiele beim Multiplen Myelom 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 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.