Nachrichten | Spanische Studie warnt: Vermischte mitochondriale DNA kann Gesundheit und Langlebigkeit beeinträchtigen
Eine Studie des spanischen Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares (CNIC) hat potenziell schwerwiegende langfristige gesundheitliche Auswirkungen identifiziert, wenn mitochondriale DNA (mtDNA) aus verschiedenen Quellen vermischt wird. Die in Circulation veröffentlichte Studie liefert wichtige wissenschaftliche Belege und einen Sicherheitswarnhinweis für mitochondriale Eingriffe.
Bedenken hinter der Technologie des „Drei-Eltern-Babys“
Mitochondriale DNA ist mütterlicherseits vererbtes Erbmaterial, das in den Mitochondrien der Zellen vorkommt und aus 37 Genen besteht. In den vergangenen Jahren wurden fortschrittliche Reproduktionstechnologien wie die mitochondriale Ersatztherapie (MRT) und die Zytoplasmainjektion eingesetzt, um die Übertragung mütterlicher Erbkrankheiten zu verhindern oder Unfruchtbarkeit zu behandeln. Diese Techniken umfassen in der Regel die Einbringung von Mitochondrien einer Spenderin in die Eizelle einer Patientin und erzeugen das, was allgemein als „Drei-Eltern-Baby“ bezeichnet wird.
Der Studienleiter Dr. José Antonio Enríquez, Leiter der Gruppe Genetics of the Oxidative Phosphorylation System (GENOXPHOS), sagte: „Diese Technologie schien in Tiermodellen zunächst erfolgreich zu sein, mit gesunden Jungtieren. Langfristige Beobachtungen zeigten jedoch im Erwachsenenalter schwerwiegende Probleme, darunter Herzversagen, pulmonale Hypertonie, Muskelschwund, Gebrechlichkeit und sogar vorzeitigen Tod.“
Stoffwechselschäden durch die Vermischung mitochondrialer DNA aus verschiedenen Quellen
Unter normalen Bedingungen stammt die mtDNA in Zellen meist aus einer einzigen Quelle – ein Zustand, der als Homoplasmie bezeichnet wird. Vermischte mtDNA, die als Heteroplasmie bezeichnet wird, ist sehr selten, wird häufig durch Mutationen verursacht und kann zu verschiedenen Erkrankungen führen.
In dieser Studie brachten Forschende erstmals zwei vollständig normale, aber aus unterschiedlichen Quellen stammende mtDNA-Typen in Mäuse ein. Die langfristige Beobachtung zeigte:
Die meisten Gewebe eliminierten allmählich einen mtDNA-Typ, um die Homoplasmie aufrechtzuerhalten;
Wichtige Organe wie Herz, Lunge und Skelettmuskeln konnten die fremde mtDNA jedoch nicht wirksam entfernen, was zu einer anhaltenden mitochondrialen Dysfunktion führte;
Diese Gewebe konnten sich nicht an die vermischte mtDNA anpassen. Dadurch kam es zu einer Verschlechterung des Stoffwechsels, einer beschleunigten Alterung des Gewebes und einer höheren Sterblichkeit.
Die Mäuse zeigten in jungen Jahren keine offensichtlichen Symptome, doch ihr mitochondrialer Stoffwechsel nahm im Laufe der Zeit ab und es entwickelten sich deutliche Organschäden. Dies bestätigt die potenzielle langfristige Toxizität vermischter mtDNA.
Warum wird mitochondriale DNA nur von der Mutter vererbt? Die Wissenschaft findet einen Teil der Antwort
Die Erstautorin Dr. Ana Victoria Lechuga-Vieco sagte: „Es ist weiterhin unklar, warum mtDNA nur über die mütterliche Linie vererbt wird. Diese Studie zeigt jedoch erstmals, dass das Durchbrechen dieser natürlichen Barriere und die Vermischung von mtDNA ein erhebliches Gesundheitsrisiko darstellen.“
Die Studie ergab außerdem, dass Zellen zwischen zwei mtDNA-Varianten „auswählen“. Dieser Prozess wird vom Stoffwechselzustand der Zelle, der Genfunktion, Medikamenten und Ernährungsänderungen beeinflusst. Das bedeutet, dass selbst eine scheinbar gesunde Kombination von mtDNA aufgrund von Unterschieden in der Stoffwechselregulation inkompatibel sein kann.
Auswirkungen und Empfehlungen für mitochondriale Behandlungen
Obwohl neue biologische Risiken identifiziert wurden, ist Dr. Enríquez nicht der Ansicht, dass die mitochondriale Ersatztherapie aufgegeben werden sollte. Er betonte: „Wie bei Blutgruppen- und Gewebeverträglichkeitstests für Bluttransfusionen oder Organtransplantationen muss auch bei mitochondrialen Behandlungen ein hohes Maß an mtDNA-Kompatibilität zwischen Spender und Empfänger sichergestellt werden.“
Die Studie stellte außerdem fest:
Selbst beim Ersatz abnormer Mitochondrien wird möglicherweise keine 100%-prozentige Ersetzung erreicht, da Empfängerzellen ihre ursprüngliche mtDNA bevorzugt behalten können;
Eine Zytoplasmainjektion birgt ähnliche Risiken und kann ebenfalls zu vermischter mtDNA führen;
Bei mitochondrialen Injektionstherapien zur Behandlung kardio-pulmonaler oder neurologischer Erkrankungen sollten diese potenziellen Nebenwirkungen ebenfalls berücksichtigt werden.
Künftige Eingriffe mit mtDNA müssen daher bei ihrer Planung die genetische Kompatibilität, die Gewebeselektivität und die langfristige Sicherheit umfassend berücksichtigen.
Hintergrund und Veröffentlichung der Studie
Die Studie wurde von der GENOXPHOS-Gruppe am spanischen Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares geleitet. Die Arbeit mit dem Titel „Wild-Type Mitochondrial DNA Heteroplasmy Results in Metabolic Heart Disease, Pulmonary Hypertension, and Frailty“ wurde in Circulation im 2022 veröffentlicht.
Nachrichten | Spanische Studie warnt: Vermischte mitochondriale DNA kann Gesundheit und Langlebigkeit beeinträchtigen
Nachrichten | Spanische Studie warnt: Vermischte mitochondriale DNA kann Gesundheit und Langlebigkeit beeinträchtigen
Eine Studie des spanischen Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares (CNIC) hat potenziell schwerwiegende langfristige gesundheitliche Auswirkungen identifiziert, wenn mitochondriale DNA (mtDNA) aus verschiedenen Quellen vermischt wird. Die in Circulation veröffentlichte Studie liefert wichtige wissenschaftliche Belege und einen Sicherheitswarnhinweis für mitochondriale Eingriffe.
Bedenken hinter der Technologie des „Drei-Eltern-Babys“
Mitochondriale DNA ist mütterlicherseits vererbtes Erbmaterial, das in den Mitochondrien der Zellen vorkommt und aus 37 Genen besteht. In den vergangenen Jahren wurden fortschrittliche Reproduktionstechnologien wie die mitochondriale Ersatztherapie (MRT) und die Zytoplasmainjektion eingesetzt, um die Übertragung mütterlicher Erbkrankheiten zu verhindern oder Unfruchtbarkeit zu behandeln. Diese Techniken umfassen in der Regel die Einbringung von Mitochondrien einer Spenderin in die Eizelle einer Patientin und erzeugen das, was allgemein als „Drei-Eltern-Baby“ bezeichnet wird.
Der Studienleiter Dr. José Antonio Enríquez, Leiter der Gruppe Genetics of the Oxidative Phosphorylation System (GENOXPHOS), sagte: „Diese Technologie schien in Tiermodellen zunächst erfolgreich zu sein, mit gesunden Jungtieren. Langfristige Beobachtungen zeigten jedoch im Erwachsenenalter schwerwiegende Probleme, darunter Herzversagen, pulmonale Hypertonie, Muskelschwund, Gebrechlichkeit und sogar vorzeitigen Tod.“
Stoffwechselschäden durch die Vermischung mitochondrialer DNA aus verschiedenen Quellen
Unter normalen Bedingungen stammt die mtDNA in Zellen meist aus einer einzigen Quelle – ein Zustand, der als Homoplasmie bezeichnet wird. Vermischte mtDNA, die als Heteroplasmie bezeichnet wird, ist sehr selten, wird häufig durch Mutationen verursacht und kann zu verschiedenen Erkrankungen führen.
In dieser Studie brachten Forschende erstmals zwei vollständig normale, aber aus unterschiedlichen Quellen stammende mtDNA-Typen in Mäuse ein. Die langfristige Beobachtung zeigte:
Die meisten Gewebe eliminierten allmählich einen mtDNA-Typ, um die Homoplasmie aufrechtzuerhalten;
Wichtige Organe wie Herz, Lunge und Skelettmuskeln konnten die fremde mtDNA jedoch nicht wirksam entfernen, was zu einer anhaltenden mitochondrialen Dysfunktion führte;
Diese Gewebe konnten sich nicht an die vermischte mtDNA anpassen. Dadurch kam es zu einer Verschlechterung des Stoffwechsels, einer beschleunigten Alterung des Gewebes und einer höheren Sterblichkeit.
Die Mäuse zeigten in jungen Jahren keine offensichtlichen Symptome, doch ihr mitochondrialer Stoffwechsel nahm im Laufe der Zeit ab und es entwickelten sich deutliche Organschäden. Dies bestätigt die potenzielle langfristige Toxizität vermischter mtDNA.
Warum wird mitochondriale DNA nur von der Mutter vererbt? Die Wissenschaft findet einen Teil der Antwort
Die Erstautorin Dr. Ana Victoria Lechuga-Vieco sagte: „Es ist weiterhin unklar, warum mtDNA nur über die mütterliche Linie vererbt wird. Diese Studie zeigt jedoch erstmals, dass das Durchbrechen dieser natürlichen Barriere und die Vermischung von mtDNA ein erhebliches Gesundheitsrisiko darstellen.“
Die Studie ergab außerdem, dass Zellen zwischen zwei mtDNA-Varianten „auswählen“. Dieser Prozess wird vom Stoffwechselzustand der Zelle, der Genfunktion, Medikamenten und Ernährungsänderungen beeinflusst. Das bedeutet, dass selbst eine scheinbar gesunde Kombination von mtDNA aufgrund von Unterschieden in der Stoffwechselregulation inkompatibel sein kann.
Auswirkungen und Empfehlungen für mitochondriale Behandlungen
Obwohl neue biologische Risiken identifiziert wurden, ist Dr. Enríquez nicht der Ansicht, dass die mitochondriale Ersatztherapie aufgegeben werden sollte. Er betonte: „Wie bei Blutgruppen- und Gewebeverträglichkeitstests für Bluttransfusionen oder Organtransplantationen muss auch bei mitochondrialen Behandlungen ein hohes Maß an mtDNA-Kompatibilität zwischen Spender und Empfänger sichergestellt werden.“
Die Studie stellte außerdem fest:
Selbst beim Ersatz abnormer Mitochondrien wird möglicherweise keine 100%-prozentige Ersetzung erreicht, da Empfängerzellen ihre ursprüngliche mtDNA bevorzugt behalten können;
Eine Zytoplasmainjektion birgt ähnliche Risiken und kann ebenfalls zu vermischter mtDNA führen;
Bei mitochondrialen Injektionstherapien zur Behandlung kardio-pulmonaler oder neurologischer Erkrankungen sollten diese potenziellen Nebenwirkungen ebenfalls berücksichtigt werden.
Künftige Eingriffe mit mtDNA müssen daher bei ihrer Planung die genetische Kompatibilität, die Gewebeselektivität und die langfristige Sicherheit umfassend berücksichtigen.
Hintergrund und Veröffentlichung der Studie
Die Studie wurde von der GENOXPHOS-Gruppe am spanischen Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares geleitet. Die Arbeit mit dem Titel „Wild-Type Mitochondrial DNA Heteroplasmy Results in Metabolic Heart Disease, Pulmonary Hypertension, and Frailty“ wurde in Circulation im 2022 veröffentlicht.
Quelle:
Zusammengestellt aus Online-Quellen