Wie kann die Diagnose verbessert werden, damit möglichst viele Betroffene frühzeitig erkannt werden?
Worum geht es in diesem Forschungsprojekt?
Die Fitness des Immunsystems und damit die Anfälligkeit für Infektionen zeigt eine Gauß’sche Verteilung in der Bevölkerung. Die Variabilität der Anfälligkeit für Infektionskrankheiten basiert auf der genetischen Variation.
Worum geht es in diesem Forschungsprojekt?
Die Fitness des Immunsystems ist in der Bevölkerung ungleich verteilt. Einerseits gibt es Einzelberichte über den „90-jährigen Raucher, der noch nie ins Krankenhaus eingeliefert wurde“, andererseits gibt es immungeschwächte Personen, die ohne medizinische Intervention nicht überleben würden und manchmal sogar eine Knochenmarktransplantation brauchen. Diese Personen mit einem stark beeinträchtigten Immunsystem haben schwere und oft untypische (z. B. opportunistische) lebensbedrohliche Infektionen und eine Veranlagung zu (hauptsächlich viral induzierten) malignen Erkrankungen. Zwischen diesen beiden Extremen gibt es jedoch eine Verteilung der Immuntauglichkeit, bei der Patienten mit wiederkehrenden, nicht lebensbedrohlichen – aber wiederholten oder verlängerten – Infektionen die Mehrzahl der Fälle darstellen. In den letzten Jahrzehnten wurde festgestellt, dass mehr als 350 verschiedene Gene bei Immundefektpatienten mutiert sind.
Wie ist der Stand der Dinge?
Abhängig von der Kohorte der Studie, können die mehr als 350 Gene, die mit primären Immundefekten (PID) assoziiert sind, nur etwa 15-60% der Fälle erklären. Sicher, es sind wahrscheinlich noch weitere Gene zu entdecken, aber es ist auch wahrscheinlich, dass unsere Suche nicht tief genug ist und das monogene Modell nicht ausreichend ist, um die diagnostische Odyssee zu erfüllen. Heutzutage werden in der Klinik routinemäßig Next-Generation-Sequencing-Technologien (NGS) eingesetzt, um eine genetische Diagnose zu erhalten. Die meisten PID-Patienten werden einer gezielten Gen-Panel-Sequenzierung (targeted gene panel, TGP) oder einer Gesamt-Exom-Sequenzierung (whole exome sequencing, WES) unterzogen, trotzdem bleibt eine erhebliche Anzahl von ihnen nicht diagnostiziert, wie dies für die meisten monogenetischen Erkrankungen der Fall ist. Dafür kann es viele Gründe geben. Erstens sind standard NGS-Bioinformatik-Pipelines nicht speziell dafür ausgelegt, Änderungen der Kopienanzahl (copy number alterations, CNAs) oder Strukturvarianten (SVs) zu erkennen, und diese können übersehen werden. Zweitens beschränkt die Verwendung von TGP oder WES die Suche auf den codierenden Teil des Genoms (2%). Drittens wurden andere ursächliche oder beitragende Faktoren, die mit dem monogenen Modell ausgeschlossen sind, wie das epigenetische Profil, die Regulation der Genexpression oder das Darmmikrobiom, nicht ausreichend untersucht.
Wie kommen wir da hin?
Der Prozentsatz der positiv diagnostizierten Patienten könnte erhöht werden – durch eine erneute Analyse der WES-Daten (mit benutzerdefinierten Bioinformatik-Pipelines) oder durch die Verwendung neuartiger alternativer Methoden (wie Next Generation Mapping (NGM), um CNAs oder SVs zu erkennen, einschließlich Insertionen, Translokationen und Inversionen, die mit allgemein üblichen Techniken nicht nachweisbar sind. Zweitens durch Untersuchung der epigenetischen DNA-Methylierung-Muster und der Histonmodifikation in einem genomweiten Ansatz. Drittens können wir durch Sequenzierung des Darmmikrobioms die phylogene und funktionelle Vielfalt der Darmmikrobiota und ihre Rolle bei der Gestaltung des Immunsystems untersuchen. Schließlich könnten Mikrobiomdiversität und Komorbidität bei Patienten mit PID mit der Analyse von intestinalen Immunglobulinen angegangen werden.
