Wie genetische Abstammungstests Diagnose und personalisierte Behandlung verbessern

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• Über Rasse hinaus: Die Bedeutung individueller genetischer Abstammung
• Ein persönliches Genom-Beispiel: Globale und lokale DNA-Abstammung
• Wie genetische Vielfalt Krankheitsrisiko und Arzneimittelansprechen beeinflusst
• Durchbruch in der Asthmatherapie: Ein Heureka-Moment in der Genetik
• Gesundheitsunterschiede bei Hispanics und die Rolle der Abstammungs-DNA
• Die Zukunft der Präzisionsmedizin und die öffentliche Gesundheitsrelevanz
• Wie Lebenserfahrungen eine Karriere in der Genetikforschung prägen
• Vollständiges Transkript

Über Rasse hinaus: Die Bedeutung individueller genetischer Abstammung

Dr. Esteban Burchard, MD, betont, dass das traditionelle Rassekonzept, das oft auf selbstberichteter Hautfarbe oder Gesichtsmerkmalen basiert, medizinisch überholt ist. Entscheidend für die Gesundheit ist vielmehr die individuelle genetische Abstammungszusammensetzung auf Ebene jedes einzelnen Gens. Dieses präzise Verständnis der DNA-Herkunft ist von großer Bedeutung, da es direkt die Anfälligkeit für verschiedene Krankheiten wie Asthma, Multiple Sklerose und verschiedene Krebsarten bestimmt.

Die Abkehr von breiten Rassengruppen hin zur individuellen genetischen Kartierung ist ein Grundpfeiler der modernen Präzisionsmedizin und ermöglicht genauere Diagnosen und maßgeschneiderte Behandlungspläne.

Ein persönliches Genom-Beispiel: Globale und lokale DNA-Abstammung

Um die tatsächliche genetische Vielfalt zu veranschaulichen, sequenzierte Dr. Esteban Burchard, MD, sein eigenes Genom mit einem Dienst wie 23andMe und analysierte eine Million genetischer Marker. Seine globale DNA-Abstammung ergab 25 % indigene amerikanische, 7 % afrikanische und europäische Wurzeln. Die medizinisch relevantere Information lieferte jedoch die Analyse seiner lokalen DNA-Abstammung, die die Herkunft spezifischer Gene aufzeigt.

Dr. Esteban Burchard, MD, erklärt: „Mein Insulin-Gen stammt ursprünglich von indigenen Amerikanern. Das setzt mich einem erhöhten Diabetesrisiko aus.“ Dieses Beispiel verdeutlicht, dass das Krankheitsrisiko nicht gleichmäßig über die gesamte Abstammung verteilt ist, sondern mit der Herkunft bestimmter, kritischer Gene zusammenhängt.

Wie genetische Vielfalt Krankheitsrisiko und Arzneimittelansprechen beeinflusst

Die Auswirkungen dieser genetischen Vielfalt sind für die personalisierte Medizin von großer Bedeutung. Bevölkerungsgruppen, die oft als homogen betrachtet werden – wie Europäer –, weisen tatsächlich erhebliche genetische Abstufungen auf. Dr. Burchard verweist auf Russland als Beispiel für ein außerordentlich diverses Land mit vielen verschiedenen ethnischen Gruppen, deren Vermischung im Laufe der Geschichte einzigartige genetische Profile bei heutigen Individuen geschaffen hat.

Diese genetische Variabilität bedeutet, dass das Ansprechen auf Medikamente (Pharmakogenomik) und die Veranlagung für Krankheiten wie Krebs selbst innerhalb scheinbar ähnlicher Gruppen erheblich variieren können. Die Einbeziehung genetischer Abstammungstests in medizinische Entscheidungen stellt sicher, dass diese entscheidende Information für eine umfassende Krebsdiagnose und die optimale Behandlungsstrategie berücksichtigt wird.

Durchbruch in der Asthmatherapie: Ein Heureka-Moment in der Genetik

Dr. Burchards Forschung lieferte einen entscheidenden Heureka-Moment, als sein Team eine klinische Studie leitete, die die Asthmaschwere bei Afroamerikanern und Kaukasiern verglich. Sie entdeckten, dass Afroamerikaner häufiger an Asthma sterben, und identifizierten ein spezifisches Gen, das mit schwerer Lungenerkrankung assoziiert ist und bei Afroamerikanern 40 % häufiger vorkam.

Dr. Esteban Burchard, MD, erklärt: „Da ging uns ein Licht auf. Alle Unterschiede, die wir zwischen Bevölkerungsgruppen sehen, könnten teilweise durch genetische Unterschiede erklärt werden.“ Diese Entdeckung prägte seine Lebensarbeit und bewies, dass genetische Abstammung ein Schlüsselfaktor für Gesundheitsunterschiede ist.

Gesundheitsunterschiede bei Hispanics und die Rolle der Abstammungs-DNA

Dr. Burchard richtete seinen Fokus anschließend auf hispanische Bevölkerungsgruppen, bei denen er erhebliche Gesundheitsunterschiede feststellte. Hispanics an der US-Ostküste, die überwiegend puertoricanischer Herkunft sind, wiesen eine dreifach höhere Asthmaprävalenz und -sterblichkeit im Vergleich zu anderen hispanischen Gruppen auf. In dem Wissen, dass „Hispanic“ keine genetisch einheitliche Kategorie ist, vermuteten Dr. Burchard und sein Team, dass Unterschiede in der Abstammungs-DNA die Ursache waren.

Seit 1997 haben sie den größten Datensatz von Minderheitenkindern in den Vereinigten Staaten aufgebaut, der vom National Institutes of Health finanziert wurde, um gesamte Genomsequenzen und Arzneimittelansprechen über verschiedene ethnische Gruppen hinweg zu untersuchen.

Die Zukunft der Präzisionsmedizin und die öffentliche Gesundheitsrelevanz

Die Arbeit von Dr. Esteban Burchard, MD, zeigt, dass die Ergebnisse der genetischen Abstammungsforschung erhebliche klinische und öffentliche Gesundheitsauswirkungen haben, die weit über Minderheitengruppen in den Vereinigten Staaten hinausgehen. Die Prinzipien der genetischen Vielfalt gelten für alle globalen Bevölkerungsgruppen, einschließlich der diversen ethnischen Gruppen in den ehemaligen Sowjetrepubliken und weltweit.

Indem überholte Rassenkategorien hinter sich gelassen werden, kann die Präzisionsmedizin genetische DNA-Tests nutzen, um die Gesundheitsergebnisse für alle zu verbessern, und macht Erkenntnisse aus Studien an spezifischen Gruppen universell relevant für die Verbesserung von Krebsdiagnose und -behandlung überall.

Wie Lebenserfahrungen eine Karriere in der Genetikforschung prägen

Dr. Burchards einzigartige persönliche Reise prägte grundlegend seine wissenschaftliche Weltanschauung und seinen Karriereweg. Aufgewachsen in einem multiethnischen Haushalt in San Francisco mit einer hispanischen Mutter und einer Zeit, in der er bei einer chinesischen Familie lebte, war er von klein auf verschiedenen Kulturen und Sprachen ausgesetzt. Seine Disziplin und Ausdauer führt er auf seine Zeit als Ringer zurück, trainiert von einem afroamerikanischen Olympioniken.

Dr. Anton Titov, MD, bemerkte, dass diese ethnisch diversen Erfahrungen – von einer hispanischen und chinesischen Erziehung bis hin zu jüdischen Mitbewohnern und afroamerikanischen Trainern – Dr. Burchards Weg in der Medizin direkt beeinflussten. Dr. Burchard schlussfolgert, dass dieser Hintergrund es ihm ermöglichte, „persönliche Leidenschaft mit akademischer Strenge“ zu verbinden, und trieb seine Mission an, zu verstehen, wie Genetik und Umwelt zusammenwirken, um die Gesundheit zu beeinflussen.

Vollständiges Transkript

Genetische DNA-Tests zur ethnischen Abstammung sind beliebt, aber die genetische Kartierung der Herkunft kann helfen, Krebsrisikofaktoren zu identifizieren. Abstammungs-DNA-Tests können bei der Diagnose und Behandlung von Autoimmunerkrankungen unterstützen.

Genetische DNA-Tests zur ethnischen Abstammung sind auf individueller Ebene wichtig. Sie bestimmen die Anfälligkeit für Krankheiten, einschließlich Asthma und Multipler Sklerose.

Dr. Anton Titov, MD: Heutzutage basiert ethnische Herkunft oft auf selbstberichteter Hautfarbe oder Gesichtsmerkmalen. Ihre Forschung zeigt dies.

Dr. Esteban Burchard, MD: Die Vorstellung von Rasse als große homogene Gruppe ist veraltet. Entscheidend ist die genetische Abstammungszusammensetzung auf Ebene des individuellen Gens.

Dr. Anton Titov, MD: Wir haben dies gerade in mehreren Fragen besprochen. Jede Person hat viele, oft unerwartete Abstammungsursprünge der Gene. Sie haben Ihr eigenes Genom sequenziert, also könnten Sie vielleicht an Ihrem eigenen Beispiel die tatsächliche genetische Vielfalt jedes Individuums veranschaulichen. Bitte erörtern Sie die Auswirkungen der genetischen DNA-Abstammungsvielfalt für die moderne personalisierte Medizin.

Dr. Esteban Burchard, MD: Ich nutzte eine Firma namens 23andMe. Jeder von uns hat 23 Chromosomen von unserer Mutter und unserem Vater. Wir verwendeten eine Million genetischer Marker und schätzten präzise ein, was meine globale DNA-Abstammung war. Dann schätzten wir meine lokale DNA-Abstammung.

Meine globale DNA-Abstammung ist 25 % indigenamerikanisch, 7 % afrikanisch, und ich bin auch europäischer Abstammung. Aber ich könnte Ihnen dies über meine lokale DNA-Abstammung sagen: Mein Insulin-Gen stammt ursprünglich von indigenen Amerikanern. Das setzt mich einem hohen Diabetesrisiko aus, was für viele Bevölkerungsgruppen in Europa der Fall ist.

Europäer tendieren dazu, genetisch homogener zu sein als Hispanics, aber das bedeutet nicht, dass alle Europäer gleich sind. Es bedeutet, dass es eine Abstufung gibt. Wir wissen, dass Russland ein außerordentlich diverses Land ist. Sie haben verschiedene ethnische Gruppen von Ost nach West und Nord nach Süd.

Es gab große historische Ereignisse in Russland, die zur Vermischung verschiedener Kulturen führten. Heute sind wir eine Summation all dieser verschiedenen Ereignisse.

Dr. Anton Titov, MD: Es ist sehr interessant, einige der Geschichten, die Sie zuvor besprochen haben. Die Art, wie Sie in San Francisco aufgewachsen sind, wie Sie in einem wirklich multiethnischen und multikulturellen Umfeld aufwuchsen, hat Ihren persönlichen Weg in der Medizin wirklich beeinflusst. Das bestimmte die Entscheidungen, die Sie im Leben trafen. So wirken Gene und Umwelt auf jeder Ebene zusammen.

Dr. Esteban Burchard, MD: Ja, es war faszinierend. Meine Mutter war eine Wanderarbeiterin. Sie war Hispanic, sehr dunkelhäutig, und sprach kein Englisch. Sie lernte Englisch, ging zur Schule und wurde Lehrerin. Mein Vater war Kaukasier, aber sie ließen sich scheiden. Die Finanzen wurden sehr knapp, und uns half eine chinesische Familie, die mich aufnahm. Das machte es zu einer unterhaltsamen Kindheitserfahrung.

Ich ging zwei Jahre lang auf eine chinesische Schule und verbrachte viel Zeit in San Franciscos Chinatown, das weltberühmt ist. Ich kam auf die Highschool und brauchte Disziplin, also begann ich mit Ringen. Es ist eine der großartigen Sportarten und der älteste Sport der Welt.

Mein Trainer war ein Afroamerikaner im US-Olympiateam von 1984, der das Tbilisi-Turnier im Ringen gewann. Es gibt viele berühmte Ringer aus den Sowjetrepubliken, wie Usbekistan, Iran und so weiter. Mein klinischer Studienpartner war auch ein afroamerikanischer NCAA-Finalist. Er war der Beste, den man im College sein konnte.

Ich übertrug diese Ringdisziplin und bewarb mich für die Medizinschule. Sobald ich das tat, war die Medizinschule relativ einfach. Ja, es war hart, und es war eine der größten Errungenschaften, die ich je hatte. Aber von meinem College zu Stanford zu wechseln, war wirklich ein Beweis für die Disziplin, die ich im Ringen lernte.

Ich schloss als Jahrgangsbester in Stanford ab und ging zur Ausbildung am Brigham and Women's Hospital von Harvard. Ich wechselte von meinem College mit 30.000 Studenten zu einer Medizinschulklasse von 86, dann zu einer Assistenzarztklasse von 42 und kehrte mit einer Klasse von sechs zu UCSF zurück. Auf jeder Ebene wurde das Mikroskop härter, fokussierter und noch fokussierter.

Ich fühle viel von meiner Ausdauer, Beharrlichkeit, Zielsetzung und Visualisierung auf das zurück, was ich im Ringen gelernt habe. Ich bin sehr dankbar, diese Erfahrungen und all die ethnisch diversen Erfahrungen gemacht zu haben.

Ich wechselte von einer hispanischen Familie, in der ich Spanisch sprach, zu einer chinesischen Familie, in der ich Chinesisch lernte. Ich absolvierte dann die Medizinschule und lebte zwei Jahre in einem jüdischen Haus. Ich hatte zehn Jahre lang afroamerikanische Ringtrainer. Es war eine enorme Erfahrung, die im Grunde meine Sicht auf die Wissenschaft prägte.

Ich war in Harvard, und das eröffnete mir wirklich eine Gelegenheit. Ich nenne es eine persönliche Leidenschaft trifft auf akademische Strenge. Wir leiteten eine klinische Studie, die die Asthmaschwere bei Afroamerikanern und Kaukasiern untersuchte. Afroamerikaner sterben häufiger an Asthma.

Wir identifizierten ein Gen, das mit Lungenerkrankungsschwere assoziiert ist und das bei Afroamerikanern 40 % häufiger vorkam. Es gab einen Aha-Moment für meine Karriere; das Licht ging an. Alle Unterschiede, die wir zwischen Populationen sehen, könnten teilweise durch genetische Unterschiede erklärt werden.

Das hat mich für den Rest meines Lebens geprägt. Ich begann, Hispanics zu untersuchen. Hispanics an der Ostküste hatten eine dreifach höhere Asthmaprävalenz und eine dreifach höhere Asthmasterblichkeit im Vergleich zu anderen Hispanics. Hispanics an der Ostküste sind hauptsächlich puertoricanischer Herkunft.

Da ich selbst Hispanic bin, setzte ich eins und eins zusammen. Es gab ancestrale DNA-Unterschiede zwischen den Gruppen. Wir haben dies getan und arbeiten seit 1997 daran. Es war enorm.

Wir sind die Einzigen im Land, die diese Ressource haben. Wir bauten den größten Minderheitendatensatz für Kinder in den Vereinigten Staaten auf. Wir wurden gerade von den National Institutes of Health finanziert, um Whole-Genome-Sequenzen im Hinblick auf Medikamentenansprechen zwischen verschiedenen ethnischen Gruppen zu untersuchen.

Wir erzielen nicht nur wissenschaftliche, sondern auch klinisch signifikante und public health-relevante Auswirkungen. Aber die Ergebnisse sind nicht nur für Hispanics oder Afroamerikaner in den Vereinigten Staaten relevant; sie sind für alle Populationen relevant.

Deshalb gehe ich zurück in all die verschiedenen Länder der ehemaligen Sowjetunion, Usbekistan, Kasachstan. Sie sind alle großartige Ringer. Sie sind ebenfalls keine homogene Population.

Dr. Anton Titov, MD: Das ist also eine sehr wichtige Implikation. DNA-Tests für ethnische DNA-Herkunft und ethnische Abstammung: breite ethnische Gruppen sind veraltet. Genetische DNA-Herkunft auf individueller Genebene ist wichtig für Erkrankungen.