Mein Fazit zur Gen-Analyse

So, nachdem wir die letzten Wochen das eine oder andere Mal über Gen-Polymorphismen gesprochen haben, dachte ich, ich mache jetzt auch mal eine ausführliche Gen-Analyse. Ich wurde vorher schon mal auf einzelne Polymorphismen getestet, aber nicht so umfangreich.

Zunächst sollten wir vielleicht klären, was überhaupt ein Gen-Polymorphismus ist. Profis können den Teil des Artikels einfach überspringen.

Das Genetik-1×1

Wie (hoffentlich) jeder weiß, findet sich im Zellkern einer jeden Zelle unsere individuelle Erbinformation – die Gesamtheit dieses Konstrukts nennt sich DNA.

Im Prinzip handelt es sich bei der DNA um ein riesiges Molekül, das Information speichert. Nicht mehr, nicht weniger. Dort finden sich die Baupläne für die unzähligen Proteine im Körper, die chemische Reaktionen ermöglichen.

Die Gesamtheit all der resultierenden chemischen Reaktionen nennen wir dann Biochemie. Die DNA selbst ist sehr lang – die DNA einer einzelnen Zelle wäre ungefähr zwei Meter lang.

Deshalb wird die Struktur gestaucht, wie ein Blatt Papier, das man zusammenknüllt. Das Resultat ist das s. g. Chromosom. Wir bekommen 22 Chromosomen plus 1 Geschlechtschromosom von Mama, und 22 Chromosomen plus 1 Geschlechtschromosom von Papa. Macht unterm Strich 46 Chromosomen.

So weit, so gut.

Zoomen wir jetzt wieder zurück in Richtung DNA, finden wir dort einzelne „Informationsabschnitte“, genauer: Baupläne für Proteine, die man Gene nennt. Als Grundlage für das Verständnis der Zellbiologie galt lange die s. g. Ein-Gen-ein-Protein-Hypothese.

Hierbei wird davon ausgegangen, dass ein Gen jeweils den Bauplan für ein Protein trägt. Heute weiß man, dass der Basisgedanke zwar richtig ist, es aber – wie man annehmen kann – weitaus komplexer ist. Ein Gen kann viele Proteine bzw. Proteinvarianten bauen.

Das sind Gen-Polymorphismen

Doch darum soll es heute nicht gehen. Wir wollen über Gen-Polymorphismen sprechen. Denn das ist das, was uns im Einzelnen unterscheidet. Denn die Bananen-DNA gleicht unserer zu 50 %, wir teilen uns 85 % unserer Gene mit der Maus und ca. 60 % der DNA teilen wir uns mit der Fruchtfliege.

Soll heißen: Deine und meine DNA sind zu 99,9 % gleich, und dennoch siehst du vermutlich komplett anders aus als ich (besser so ;-) Späßchen). Häufig sind Gene an genau einer Position verändert – und das sorgt dafür, dass das Protein, was dann gebildet wird, anders ist.

Die Veränderung an genau einer Stelle im Gen nennt sich Single Nucleotide Polymorphism. Die Gesamtheit dieser (marginalen) Veränderungen in all unseren Genen sorgt letztlich dafür, dass wir einzigartig sind.

Wichtig: Die „Sprache“ der DNA besteht aus den vier Basen, die sie in ihrem Aufbau nutzt. Das sind Adenin (A), Guanin (G), Cytosin (C) und Thymin (T) – im Folgenden tauchen immer wieder die einzelnen Buchstaben auf. Das soll nicht verwirren. Man sollte sich nur merken: Wird der Buchstabe getauscht, ändert sich die Information.

Zudem ist im Folgenden häufig die Rede von „Allel“ – ein Gen in Pflanzen kann beispielsweise für die Blütenfarbe codieren. Die Genvariante bestimmt, ob die Blüte die Farbe weiß oder rot trägt. Diese Genvariante nennt man Allel. In diesem Fall gibt es dann ein Allel (= eine Genvariante) für die rote und ein Allel (= eine Genvariante) für die weiße Farbe.

Man kann es auch so ausdrücken: Die Gesamtheit der individuellen Funktionsweise all unserer Proteine im Körper, sorgt für das, was wir sind. Aus dem Genotyp, also der rohen Erbinformation, wird ein Phänotyp, also ein Erscheinungsbild.

Umwelteinflüsse steuern die Gene

Vorab – und das ist wohl das wichtigste Credo dieses Blogs und dem Wissenschaftsfeld der Epigenetik – will ich sagen, dass die DNA im Prinzip etwas in Stein Gemeißeltes ist. Das, was dabei rauskommt, ist es aber nicht.

Denn erst Umwelteinflüsse, die wiederum Einfluss auf die Bildung des jeweiligen Proteins haben, entscheiden über das, was dabei rauskommt – die Rede ist von der Genexpression. Für manche Gene gilt das weniger (z. B. Haut-, Haarfarbe oder Größe), für andere mehr (z. B. wie fit der Muskel ist).

Ein „bekanntes Beispiel“ für die Wirkung von Umwelteinflüssen … sind die eineiigen Zwillinge Otto und Ewald. Der Sage nach war der eine ein Ausdauer- und der andere ein Kraftsportler:

Der Gen-Test – Vorgehen und Analyse

Der „praktische Teil“ der Gen-Analyse ist denkbar einfach. Der von mir gewählte Anbieter 23andme schickt einem ein Kit zu, das wirklich idiotensicher und einfach zu bedienen ist. Es gibt ein Röhrchen, in das man spucken muss. Das ist nicht ganz so easy, wie es klingt, weil recht viel Speichel benötigt wird.

Danach drückt man den speziellen Deckel drauf, in dem sich eine Flüssigkeit befindet, die die DNA-Probe des Speichels konserviert. Man legt das Röhrchen zurück in die Verpackung, und gibt es kostenfrei bei der Post ab. Sechs bis acht Wochen später gibt’s dann die Resultate.

Nette Infos, aber keine Überraschung

So, nachdem die Grundlagen geklärt sind, will ich mal kurz zusammenfassen, was mir meine Gen-Analyse gebracht hat. Nachdem ich circa 50 Stunden damit verbracht habe, dem ganzen Datenpaket einen Sinn zu verleihen, und es durch gefühlt alle Datenbanken der Welt zu jagen, resümiere ich:

Im Westen nichts Neues.

Damit will ich sagen: Jeder, der sich intensivst mit seinem Körper befasst – und das macht man zwangsläufig, wenn man 70 oder 80 Jahre in diesem Körper lebt –, kann mit seiner Analyse entweder komplett verwirrt oder einfach nur bestätigt werden.

Zuerst mal das, was wirklich interessant ist: 23andme hat mir ausgewertet, dass ich zu 99,7 % Europäer bin – jedenfalls wenn die Kalkulation nicht allzu konservativ eingestellt ist. Ich bin also ein echter Gen-Europäer. 23andme hat das sogar so gut gemacht, dass es fast genau meinen aktuellen Lebensort ausmachen konnte – und hat sehr treffend den Ort lokalisiert, wo meine Familie väterlicherseits herkommt, nämlich Schlesien.

Auswertungen auf anderen Plattformen legen mir sogar genau dar, was für ein Mischwesen ich bin – ich bin Franke, Germane, Wikinger und sogar Skythe. Wenn du auch nicht weißt, was das ist: Das war ein Nomadenvolk aus der eurasischen Steppe. Also ich bin querbeet (fast) alles, was Europa zu bieten hat ;-) Muss gerade selbst schmunzeln.

Zudem kann man richtig tief eintauchen in die eigene Gen-Vergangenheit. Ich will da jetzt nicht zu sehr ins Detail gehen, aber eine s. g. Haplogruppen-Analyse kann die Wege rekonstruieren, die „Ur-Mama“ und „Ur-Papa“ in den letzten Zehntausenden von Jahren gegangen sind.

Und man kriegt berechnet, wie viel Prozent Neanderthaler in einem steckt. Zu meiner Enttäuschung haben 92 % der Nutzer mehr Neanderthaler-Gene in sich als ich – ich bin zu unter 2 % Neanderthaler. Typischerweise tragen Europäer so etwa 1 bis 4 % Neanderthaler-Gene in sich – der Neanderthaler war nämlich vor Homo sapiens in Europa, und es fand eine Verpaarung statt.

Wie man bei der Analyse vorgeht

23andme spuckt nur noch Ancestry- und Trait-Reports aus – keine gesundheitsbezogenen Auswertungen. So erfährt man dann zum Beispiel etwas über die Verwandtschaft (siehe oben) oder über die eigene Haut-, Haar-, Augenfarbe und so weiter.

Allerdings hat man auch einen Zugang zu der gesamten Menge an Daten, also Gen-Polymorphismen, die analysiert wurden. Jemand, der sich auskennt, kann dann entweder gezielt nach den jeweiligen Genen bzw. den entsprechenden Gen-Varianten in der 23andme-Datenbank suchen – oder das ganze Datenpaket einfach runterladen. Es gibt viele s. g. Third-party-Anbieter, bei denen man sein Datenpaket hochladen kann, und die einem entsprechend computerbasierte Auswertungen erstellen.

Mein Vorgehen beinhaltete beide Möglichkeiten. Ich habe mir sowohl einzelne Gene und die unzähligen assoziierten Polymorphismen angeschaut und händisch die Pubmed-Suche bedient, als auch quasi alle Dienste, die ich finde konnte, genutzt, um meine Gene analysieren zu lassen. Die Reports und Auswertungen, die dabei erstellt werden, sind manchmal fabelhaft, manchmal einfach nur schlecht.

Zu den „Risiken und Nebenwirkungen“ solcher Auswertungen sage ich im Verlauf noch was.

Polymorphismus-Auswertung am Beispiel FADS2

Das bringt mich zum nächsten Punkt. Es ist sehr interessant zu wissen, mit welcher genetischen und dadurch enzymatischen Ausstattung man daherkommt. So trage ich z. B. ein „Vegetarier-Gen“ (genauer: Genvarianten) im Stoffwechsel der essentiellen Fettsäuren.

In dem Fall heißt das entsprechende Gen FADS2. Die pflanzliche Omega-3-Vorstufe alpha-Linolensäure (ALA) muss verlängert werden, und es müssen mehr Doppelbindungen eingefügt werden, um z. B. EPA zu machen:

Jeder Gen-Polymorphismus trägt einen spezifischen Namen. Ein einzelnes Gen kann mehrere oder sogar viele Polymorphismen enthalten. Daher versucht die Wissenschaft herauszufinden, welche Polymorphismen im jeweiligen Gen die wichtigsten sind.

In diesem Fall spuckt mir der Report von Dr. Rhonda Patrick bzw. Foundmyfitness den FADS2-Polymorphismus mit dem Namen rs1535(a;a) aus – die Alternative Gen-Variante trägt statt A ein G. Das Gen kann also an dieser Stelle AA, AG, oder GG tragen. Der Report meint:

Diese Gen-Variante also sorgt offensichtlich dafür, dass das gebildete Enzym härter arbeitet. Dadurch kann mein Körper leichter die langkettigen Omega-3-Fettsäuren aus den kürzeren pflanzlichen Vorstufen synthetisieren. Bei den Inuit finden wir das Gegenteil.

So: Wer jetzt aber aufgepasst hat, wird feststellen, dass bei der ganzen Reihe in der obigen Abbildung nicht nur ein Enzym, also FADS2 eine Rolle spielt, sondern auch das Partner-Gen bzw. -Enzym mit dem Namen FADS1. Auch hier habe ich natürlich den einen oder anderen Polymorphismus, der wild mit Daten assoziiert ist:

• Ein Polymorphismus dieses Gens scheint die Aktivität des Enzyms zu senken.
• Der andere Polymorphismus erhöht die Aktivität offenbar.

Schulterzucken.

Meine Erfahrung ist, dass mein DHA- und EPA-Bedarf nicht so hoch ist. Mir reicht es, wenn ich einmal die Woche 200 g Lachs esse – jedenfalls gefühlt. Ich hatte auch nie einen Benefit von zusätzlicher Ergänzung.

Interessante edubily-Polymorphismen

Es gibt ein paar edubily-relevante Polymorphismen in meinem Genom, die spannend sind:

• Ich trage das bekannte „Sprinter-Gen“, die ACTN3-rs1815739(c;c)-Version. Haben 30 % der Europäer.
• In mir scheint HIF1alpha aktiver zu sein – gut für laktazide Sportarten, und gut für die Insulinsensitivität.
• Eine Genvariante macht mir mehr UCP2 (über UCP1 im Fettgewebe sprechen wir des Öfteren) – ein Uncoupling-Protein, das vornehmlich im Muskel vorkommt. Das ist ein natürliches „Antioxidans“, es erhöht den Energieverbrauch und macht warm. Cool.
• Die von mir untersuchten FOXO3A-Genvarianten – auch bekannt als das „Methusalem-Gen“ – haben alle die homozygote Version der nützlichen Allele. Damit soll man u. a. mit bis zu 3 mal höherer Wahrscheinlichkeit weit über 90 Jahre alt werden. Wow ;-)
• Mein Entgiftungsenzym Cyp3A4 arbeitet offensichtlich langsamer. Das verlangsamt den Abbau von bestimmten Medikamenten, einigen Pflanzenstoffen und z. B. Testosteron. Das Enzym findet sich aber z. B. auch im Darm oder auf Immunzellen, wo es für den Abbau der aktiven Vitamin-D-Form Calcitriol zuständig ist – heißt bei mir: höhere lokale Calcitriol-Werte. Bedeutet umgekehrt: Ich brauche ggf. weniger Vitamin D.
• Meine BCMO-Enzyme laufen normal – ich konvertiere gut Vitamin A aus Carotenoid-Vorstufen.
• Ich trage kein „endemisches“ HFE-Gen, das für eine Eisenüberladung sorgen kann. Dafür trage ich die „asiatische“ HFE-Variante, die in ca. 70 % der Asiaten vorkommt, und nur in knapp 10 % bei uns. Das sorgt dafür, dass ich Eisen besser aufnehme. In meinen Augen oft zu viel des Guten.
• Im Homocystein-Stoffwechsel läuft alles tutti bei mir – bis auf die Methionin-Synthase-Reduktase, die ein bisschen langsam ist – sie nutzt B12 als Cofaktor, was bei mir folglich den Bedarf erhöhen sollte. Noch nie was von gemerkt, um ehrlich zu sein.
• Wer jetzt denkt, ich sei der Prototyp eines Landwirts aus dem Neolithikum, weit gefehlt. Ich trage die uralte Jäger-und-Sammler-Variante von CLTCL1 – leider, leider sorgt die alte Variante dafür, dass man schlechter Glukose in Gewebe aufnimmt. Die neue Landwirt- und Farmer-Variante, die während der neolithischen Revolution dominanter wurde, sorgt offensichtlich dafür, dass man Kohlenhydrate bis zum Anschlag schaufeln kann ;-) Trifft nicht auf mich zu.
• Die Gen-Polymorphismen, die ich für die besonders tollen Gene Sirt1, PGC-1alpha und PPARdelta analysiert habe, sind leider leider stinknormal.

Speziell, was sportliche Leistungsfähigkeit angeht, gibt es eine Vielzahl an assoziierten Gen-Polymorphismen. Ich will hier keinen langweilen, deshalb sprechen wir mal noch kurz ein paar andere Themen an. Denn jetzt wird es richtig wild.

Die Glaskugel prophezeit mir Colitis ulcerosa

Zunächst: Das Gute ist, dass ich keine böse Erbkrankheit in mir trage. Jedenfalls die nicht, auf die die vorhandenen Daten getestet wurden. Auf der anderen Seite gehen viele Anbieter jetzt einen Schritt weiter und legen einem Erkrankungsrisiken nahe, indem sie einen s. g. polygenic score berechnen.

Wie der Name vermuten lässt, werden Effektstärken von einzelnen Polymorphismen, die man aus Studien ableitet, addiert, und man bekommt ein Erkrankungsrisiko, das sich aus verschiedenen Polymorphismen zusammensetzt. Hier wird der Tatsache Rechnung getragen, dass nur selten einzelne Gene bzw. Gen-Polymorphismen dafür verantwortlich sind, dass man eine Krankheit bekommt.

Auch hier schneide ich zu meiner Zufriedenheit (oder Beruhigung, je nachdem ;-) ab. „Lustigerweise“ taucht bei einem Anbieter an oberster Stelle das hier auf:

Mein polygenic score, der in diesem Fall angibt, wie hoch mein Risiko ist, im Vergleich zu anderen an Colitis ulcerosa zu erkranken, beträgt über 8. Hinzu kommt, dass ich auf der höchsten Perzentile liege – soll heißen, ich trage ein größeres Risiko als quasi jeder andere Mensch.

Colitis ulcerosa ist eine chronisch-entzündliche Erkrankung des Dickdarms. Der Punkt ist: Mein Dickdarm funktioniert ausgezeichnet. Ich hatte noch nie irgendwelche Dickdarmprobleme – und bin davon überzeugt, auch nie welche zu haben.

Man kann sich in diesen Reports auch genau ansehen, welche Gen-Polymorphismus hier zum Tragen kommen – hier mal eine Auswahl:

Vorne steht die Bezeichnung, dann das „Risiko-Allel“ – also die Version des Gens, die mit Krankheit assoziiert ist –, die Effektstärke, die Allelfrequenz in der Bevölkerung, die Signifikanz und am Ende der eigene Genotyp. Wer glaubt, das sei ein wildes Harakiri, hat recht. Denn man bekommt schnell den Eindruck, dass das hier höhere Genetiker-Mathematik ist, und dieser polygenic score so etwas wie eine Wetterprognose.

Tatsächlich werden hier Daten aus großen Meta-Analysen abgeleitet – da die Basis dieser Analysen aber noch immer sehr dünn ist, ist die Aussagekraft in den allermeisten Fällen gering. Nur die wenigsten Erkrankungen sind in dieser Hinsicht hinreichend erforscht – und die untersuchten Personengruppen häufig nicht repräsentativ. Man wird mich schwer mit der Petra vergleichen können ;-)

Allgemeine Probleme bei der Interpretation

Ein Laie wird so etwas sehr schnell überfordern. Die dünne Datenlage sorgt zudem dafür, dass wild alles assoziiert wird. Oft wird kein genauer Effekt eines Polymorphismus angegeben (also z. B. schlechtere Enzymfunktion), sondern mit irgendwelchen Endpunkten assoziiert.

Wenn man also glaubt, man würde seine Polymorphismen analysieren und dabei auf eine gut gefüllte Datenlage stoßen, der wird schwer enttäuscht sein. Man kann in den meisten Fällen froh sein, wenn ein Gen-Polymorphismus überhaupt mit irgendwas Sinnvollem assoziiert ist. Das sieht in den meisten Fällen dann so aus:

Wow, wie nützlich. Das heißt: Die meisten Gen-Polymorphismen sind nicht erforscht.

Wie bereits mehrfach angedeutet, kann es ziemlich irreführend sein, einzelne Polymorphismen zu analysieren. Viele Polymorphismen haben einfach keine ausgeprägte Effektstärke. Was interessiert es mich, dass Gen-Polymorphismus X meine Triglyceride (vielleicht, in 5 Jahren, nebenbei, aber auch nur nachts) um 0,2 % erhöht?

Hinzukommt, dass einzelne Polymorphismen im Wirkgefüge einer ganzen Reaktionskette nur eine untergeordnete Rolle haben. Wenn beispielsweise das hypothetisch erste Enzym im Vitamin-D-Stoffwechsel langsamer oder schwächer arbeitet, das hinterste dafür aber besonders gut, wird mir die einzelne Info über die jeweiligen Polymorphismen nichts bringen.

Da es in einem Gen aber unzählig viele Gen-Polymorphismen geben könnte, wir oft aber nur einen Ausschnitt sehen und dann ggf. auch nur den, den wir eben gerade sehen, kann man schnell die falschen Schlüsse ziehen. Hinzu kommt noch, dass man viele Polymorphismen anderer Gene vielleicht noch gar nicht sieht, weil noch nicht erforscht.

Aus genau diesen Gründen kann es sein, dass bei der Auswertung eines Anbieters ein erhöhtes Alzheimer-Risiko bescheinigt wird, während der andere Anbieter einem vorschwärmt, wie toll die eigene Genetik vor Alzheimer schützt. Unterschiedliche Datengrundlage, unterschiedliche Schlussfolgerung.

Es kann auch nützlich und interessant sein

In einigen Fällen, wie zum Beispiel bei OCTN2 (Gen-Name: SLC22A5) – das ist ein Carnitin-Transporter, der dafür sorgt, dass Carnitin in die Zellen kommt –, gibt es durchschlagende Polymorphismen. Bei Verdacht auf Erkrankungen kann man hier eine Gen-Analyse machen, die manchmal bescheinigt, dass das Protein z. B. nicht mehr funktionsfähig ist. In diesem Fall entwickelt sich eine primäre systemische Carnitin-Defizienz, die mit schwerer Stoffwechselentgleisung einhergeht.

Hierfür gibt es spezielle Datenbanken:

Was ich bei der Auswertung sehr spannend fand: Es gibt viele Gene, bei denen kaum Ausreißer auftauchen. Bei diesen Genen trägt man die Allele bzw. die Allelkombinationen, die die meisten Menschen tragen. In vereinzelten Fällen trägt man seltenere Allele. Auf der anderen Seite scheint es Gene oder Gen-Cluster zu geben, die wirklich auffällig sind, wo man sehr viele Allel-Kombinationen trägt, die selten sind:

Spannend wäre, zu wissen, warum solche seltenen Kombinationen gehäuft in bestimmten Bereichen auftreten. Sind sie nützlich? Sind sie gefährlich? Ist es Zufall? Waren sich die Eltern schlicht so ähnlich?

Fakt ist: Ein Nice-to-know für mich war, dass ich einige Risiko-Allele und -Kombinationen in Genen bzw. Gen-Clustern habe, die mit Zöliakie assoziiert sind. Da die Erkrankung einen klaren genetischen Hintergrund hat und sie gut erforscht ist, ist ein möglicher Zusammenhang hier naheliegend. Tatsächlich habe ich auch Gluten-Antikörper. Hier decken sich die Ergebnisse also auch mit meinen Erfahrungen.

Fazit: Was bleibt?

Nun ja. Wer sich die Mühe machen will, seine Daten zu analysieren und daraus einen Sinn zu formen, wird am Ende vermutlich feststellen, dass der Körper in jeder Sekunde des Tages schon genug Sinn aus seinen eigenen Bausteinen gemacht hat. Der Körper macht das so gut, dass es uns in den meisten Fällen gar nicht auffällt.

Soll heißen: Jemand, der ein bisschen mehr Vitamin A braucht, wird vielleicht häufiger zur Leberwurst greifen oder eine Vorliebe für farbiges Gemüse haben. Jemand, der mehr (oder weniger) Omega 3 braucht, wird entsprechend häufiger oder seltener Fisch essen. Und ein Kraftsportler wird in den seltensten Fällen ein 2:30-Marathonläufer.

Die Genetik und Gen-Polymorphismen beweisen uns, dass jeder von uns unterschiedlich und einzigartig ist – sie beweisen uns, dass es kein One size fits all gibt. Sie beweisen uns, dass wir uns mit Blick auf Lebensstil-Ratschläge kaum standardisieren lassen können. Und sie beweisen uns deshalb, dass z. B. Blutwert-Messungen nur dann Sinn ergeben, wenn der Laborbefund sich mit dem eigenen Befinden deckt.

Das, was bleibt, ist das, was wir immer predigen: Das Wichtigste ist, ein Gefühl für den Körper zu kultivieren. Das Körpergefühl bleibt unser wichtigstes Messinstrument. Nur in seltenen Fällen gibt es „unsichtbare Gefahren“, die spezielle Aufmerksamkeit und Handlungsweisen brauchen, und die nicht ohnehin schon durch einen gesunden Lebensstil mit der Beachtung persönlicher Präferenzen abgedeckt sind. 

Ach ja, noch ein weises Wort zum Schluss: Gen-Analysen könnten in Zukunft der „Schwanzvergleich“ des 21. Jahrhunderts werden. So auf die Art: „Wow, schau mal, der hat dieses und jenes Gen!“ Auch könnte sich ein Trend ergeben, wobei man sich Partner bewusst nach Gen-Kriterien aussucht. Das wird – wie so oft in der Geschichte des Menschen – in die Hose gehen. Das, was das Gehirn bzw. das Nervensystem und der ganze Körper in Bruchteilen von Sekunden bei echtem Kontakt auswerten kann, werden wir niemals mit solchen banalen Analysen auf einem Blatt Papier hinbekommen.

Daher: Gen-Analysen sind – Stand jetzt – ein nettes, unausgereiftes Tool, das spannende Einblicke liefern aber auch zu Trugschlüssen verleiten kann. In jedem Fall ist zumindest der Deepdive nix für den Laien.