Mit fortschrittlicher Technologie in nur wenigen Sekunden zur Diagnose von Krankheiten in Skeletten

Dank neuester Technik gelingt es nun, Millionen von Gensequenzen in wenigen Sekunden zu analysieren, wodurch Krankheiten schnell und genau in einem Skelett identifiziert werden können. Von dieser Technologie profitiert bereits die Tuberkulose (TB). Durch die Verwendung eines...

Dank neuester Technik gelingt es nun, Millionen von Gensequenzen in wenigen Sekunden zu analysieren, wodurch Krankheiten schnell und genau in einem Skelett identifiziert werden können.

Von dieser Technologie profitiert bereits die Tuberkulose (TB). Durch die Verwendung eines Sequenzierungsansatzes der nächsten Generation, zu der auch die Hybridisierungserfassung gehört, konnten Gene aus einem weiblichen Skelett aus dem 19. Jahrhundert leicht identifiziert werden. Dieses faszinierende Studie von der Universität Manchester, Vereinigtes Königreich, gehört zu einer umfassenderen Forschung zur Ermittlung von TB-Stämmen, angefangen im 100 n. Chr. bis ins späte 19. Jahrhundert.

Die Forschung wird von der Universität Manchester geleitet. Professor Terry Brown untersucht in Zusammenarbeit mit Professor Charlotte Roberts von der Universität Durham, Vereinigtes Königreich, wie sich TB im Laufe der Zeit entwickelt hat. Sie hoffen, dass ihre Studie Behandlungen und Impfstoffe für die Krankheit verbessern werden.

Derzeit hat TB, an der rund 1,7 Millionen Menschen pro Jahr sterben, pandemische Ausmaße erreicht. Mehr als 80.000 Fälle treten in Europa auf - fast ein Fünftel aller Erkrankungen weltweit. Nach Angaben der Weltgesundheitsorganisation (WHO) und Stop TB, liegen 15 der 27 Länder mit der höchsten TB-Rate in Europa.

Bestimmte TB-Stämme können die Knochen des Erkrankten betreffen, insbesondere die Wirbelsäule. Die Krankheit hinterlässt Spuren auf den Knochen, die noch lange nach dem Tod sichtbar sind. Um TB-Gene zu screenen, hat Professor Roberts 500 Skelette aus ganz Europa untersucht, die Nachweise für TB aus der Römerzeit bis ins 19. Jahrhundert lieferten. Knochenproben wurden auf TB-DNA durchforstet und 100 Skelette wurden dann für die weitere Untersuchung ausgewählt.

Professor Roberts erklärt: "Es waren so viele Skelette nötig, da sehr schwer zu sagen ist, ob DNA in den Knochen überlebt hat. Man weiß nicht wirklich, ob sie überhaupt vorhanden sein wird, bis das Screening startet, und in der Vergangenheit war das ein langwieriger Prozess."

Professor Brown und sein Team hatte die Aufgabe, in den Skeletten nach TB-DNA zu suchen. Jeder kleine Knochenabschnitt wurde gemahlen und in eine Lösung gegeben. Anschließend wurde diese in ein Analysegerät gegeben, die jede Gensequenz in der DNA erfasst. Millionen von Sequenzen wurden erfasst und an einen Computer übertragen. Dann wurde nach Gensequenzen für TB gesucht, da die Bakterien-DNA nach dem Tod in den Knochen verbleiben kann.

Professor Brown erklärt das Verfahren: "Bisher konnten wir nur die Knochenprobe nach spezifischen Genen durchsuchen. Wir würden nicht alles sehen, was da war, so könnten wir andere genetische Informationen, die relevant sein könnten, leicht übersehen. Mit dem Hybridisierung-Screening konnten wir nach verschiedenen TB-Stämmen suchen, nicht nur nach einem."

Diese Genauigkeit kann auch eine Kehrseite haben, da die Hybridisierungserfassung irrtümlich DNA erfassen könnte, die nicht aus dem Knochen stammt, sondern aus dem umgebenden Erdreich oder der Umgebung, in der das Skelett begraben wurde.

In dieser Studie wurden die Ergebnisse mit der traditionellen Methode der Polymerase-Kettenreaktionen (PCR) überprüft und erwiesen sich als richtig. Die Forscher folgerten, dass die Verwendung der Hybridisierungserfassung und der Gen-Sequenzierung der nächsten Generation eine genaue und effektive Möglichkeit ist, detaillierte Genotypen von alten Sorten von TB zu erhalten. Sie könnte auch zum Studium anderer Krankheiten verwendet werden. Ihre Erkenntnisse wurden in der Fachzeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences veröffentlicht.

Professor Roberts schließt: "Wir sind mit den Ergebnissen dieser Studie sehr zufrieden und dass die Technik funktioniert. Sie wird in Zukunft viel Zeit einsparen. Wir hoffen nun, mehr der riesigen Datenmengen zu veröffentlichen, die wir aus der Sequenzierung erworben haben."

Die Wissenschaftler hoffen, ihre Ergebnisse mit ähnlichen Untersuchungen vergleichen zu können, die in den Vereinigten Staaten durchgeführt werden, um die Arten von bereits identifizierten TB-Stämmen zu beurteilen. Von besonderem Interesse sind die Stämme, die von Migranten eingeschleppt wurden, und ihre Auswirkungen auf die einheimischen Stämme der Krankheit.Weitere Informationen finden Sie unter: The University of Manchester: http://www.manchester.ac.uk/research/news/ Weltgesundheitsorganisation (Regionalbüro für Europa): http://www.euro.who.int/de/home STOP TB Partnership: http://www.stoptb.org/

Länder

Vereinigtes Königreich