Was verursacht Skoliose? Anfälligkeit für Skoliose in Teenagerjahren verbunden mit einer genetischen Variation

Die jugendliche idiopathische Skoliose betrifft etwa zwei Prozent der Bevölkerung. Es ist die häufigste pädiatrische Skeletterkrankung, aber ihre Ursache bleibt unbekannt. Eine neue Studie des japanischen RIKEN Center for Integrative Medical Sciences und der Keio University deckt einen Zusammenhang zwischen der Skolioseanfälligkeit und dem Gen auf, das für das BNC2-Protein kodiert, das in Geweben des Fortpflanzungssystems vorkommt. Diese genetische Entdeckung könnte ein erster Schritt zur Erklärung sein, warum die Krankheit bei Mädchen häufiger auftritt als bei Jungen.

Die Skoliose ist durch eine abnormale, seitliche Krümmung der Wirbelsäule gekennzeichnet. Von hinten gesehen ist eine typische Wirbelsäule gerade, aber wenn sich eine Skoliose entwickelt, krümmt sich die Wirbelsäule nach rechts oder links, und in einigen Fällen kann sich die Wirbelsäule zweimal krümmen, was zu einer Form wie dem Buchstaben S führt. Der Begriff „idiopathisch“ bedeutet einfach, dass eine bestimmte Krankheit keine bekannte Ursache hat. Die idiopathische Skoliose bei Jugendlichen bezieht sich also auf die Entwicklung der Skoliose während des Wachstumsschubs, den Jungen und Mädchen irgendwo zwischen 10 und ihren frühen Teenagern erleben. Während Jungen und Mädchen eine leichte Skoliose mit gleicher Geschwindigkeit entwickeln, wie die Website des National Institutes of Health erklärt, sind Mädchen einem höheren Risiko ausgesetzt, einen schwereren Zustand zu entwickeln, bei dem sich die Kurve verschlechtert und eine Behandlung erforderlich ist.

Natürlich haben sich viele Forscher gefragt, ob eine bestimmte genetische Variation, die bei Mädchen häufiger vorkommt, die Entwicklung der Skoliose beeinflussen könnte.

Zu Beginn der aktuellen Studie haben Dr. Shiro Ikegawa, Labor für Knochen- und Gelenkerkrankungen bei RIKEN, und seine Kollegen mehr als 10.000 Freiwillige hinzugezogen, einige mit und andere ohne Skoliose. Die Forscher führten eine Suche nach den einzelnen Nukleotidpolymorphismen (SNPs, ausgeprägte „Snips“) der Teilnehmer durch, die die am häufigsten vorkommenden genetischen Variationen sind. Ein SNP kann beispielsweise Cytosin (C) durch Thymin (T) in einem Abschnitt der DNA ersetzen. Da sich SNPs häufig in der DNA zwischen den Genen befinden, fungieren sie oft als Marker, die den Wissenschaftlern helfen, Gene zu finden, die mit einer bestimmten Krankheit verbunden sind.

Nachdem sie ein SNP im Zusammenhang mit der Skoliose gesucht und entdeckt hatten, untersuchten die Forscher weiter und entdeckten, dass dieses SNP in der Nähe der DNA lag, die für das Protein BNC2 kodiert. Mit einer speziellen Labortechnik fand das Wissenschaftsteam heraus, dass BNC2 am stärksten in Gebärmutter, Rückenmark, Knochen und Knorpel exprimiert wird.

„Dieses Ergebnis hat uns gezeigt, dass wir auf dem richtigen Weg sind“, sagte Ikegawa in einer Pressemitteilung.

Da die SNP-Variation zu höheren Niveaus der BNC2-Expression führte, deutete dies darauf hin, dass sie die Expression des Proteins regulieren könnte. Beim Testen dieser Hypothese sah das Wissenschaftsteam die Anwesenheit eines Proteins, YY1, das die BNC2-Expression auslöste. Wenn vorhanden, verursachte YY1, dass in Genen mit der gefährdeten SNP-Variante mehr BNC2 produziert wurde als in Genen mit der risikofreien SNP-Variante.

Um zu testen, wie sich die Überexpression von BNC2 auf die Entwicklung auswirkt, haben Ikegawa und seine Kollegen dies in Zebrafischembryonen ausgedrückt. Dies führte zu einer starken Körperkrümmung, die positiv mit der Menge an BNC2 korreliert war. Dieses Ergebnis und die Fülle von BNC2 in der menschlichen Wirbelsäule und den Knochen machen es wahrscheinlich, dass Jugendliche mit der krankheitsassoziierten SNP-Variante in der Pubertät beginnen können, überschüssiges BNC2 zu produzieren, wenn auch andere genetische oder ökologische Faktoren vorhanden sind.

Der nächste Schritt ist zu erklären, warum Skoliose bei Frauen häufiger auftritt als bei Männern. Vorerst theoretisieren Ikegawa und seine Kollegen die Expression von BNC2 in der Gebärmutter in Kombination mit pubertären Veränderungen, was den großen Geschlechtsunterschied erklären könnte. Letztendlich planen er und seine Kollegen, nach einem geeigneten Behandlungsziel zu suchen, um die Erkrankung zu verhindern.

Quelle: Ogura E, Ikegawa S, et al. Ein funktionelles SNP in BNC2 ist mit einer idiopathischen Skoliose bei Jugendlichen verbunden. American Journal of Human Genetics. 2015.

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