Medizinische Genetik - Medical genetics

Die medizinische Genetik ist der Zweig der Medizin , der sich mit der Diagnose und Behandlung von Erbkrankheiten befasst . Die medizinische Genetik unterscheidet sich von der Humangenetik darin, dass die Humangenetik ein Gebiet der wissenschaftlichen Forschung ist, das auf die Medizin angewendet werden kann oder nicht, während sich die medizinische Genetik auf die Anwendung der Genetik auf die medizinische Versorgung bezieht. Beispielsweise würde die Erforschung der Ursachen und der Vererbung genetischer Störungen sowohl in der Humangenetik als auch in der medizinischen Genetik berücksichtigt, während die Diagnose, Behandlung und Beratung von Menschen mit genetischen Störungen als Teil der medizinischen Genetik betrachtet würde.

Im Gegensatz dazu würde das Studium von typischerweise nicht-medizinischen Phänotypen wie der Genetik der Augenfarbe als Teil der Humangenetik angesehen, aber nicht unbedingt als relevant für die medizinische Genetik (außer in Situationen wie Albinismus ). Genmedizin ist ein neuerer Begriff für die medizinische Genetik und umfasst Bereiche wie Gentherapie , personalisierte Medizin und das schnell aufkommende neue medizinische Fachgebiet, die prädiktive Medizin .

Umfang

Die medizinische Genetik umfasst viele verschiedene Bereiche, darunter die klinische Praxis von Ärzten, genetischen Beratern und Ernährungswissenschaftlern, klinisch-diagnostische Laboraktivitäten und die Erforschung der Ursachen und Vererbung genetischer Störungen. Beispiele für Erkrankungen, die in den Bereich der medizinischen Genetik fallen, umfassen Geburtsfehler und Dysmorphologie , geistige Behinderungen , Autismus , mitochondriale Erkrankungen, Skelettdysplasie , Bindegewebserkrankungen , Krebsgenetik und Pränataldiagnostik . Die medizinische Genetik gewinnt für viele Volkskrankheiten zunehmend an Bedeutung. Überschneidungen mit anderen medizinischen Fachgebieten zeichnen sich ab, da jüngste Fortschritte in der Genetik Ätiologien für morphologische , endokrine , kardiovaskuläre , pulmonale , ophthalmologische , renale , psychiatrische und dermatologische Erkrankungen aufdecken . Die medizinische Genetik-Gemeinschaft beschäftigt sich zunehmend mit Personen, die sich elektiven genetischen und genomischen Tests unterzogen haben .

Fachgebiete

In gewisser Weise sind viele der einzelnen Bereiche der medizinischen Genetik Hybriden zwischen klinischer Versorgung und Forschung. Dies ist zum Teil auf die jüngsten Fortschritte in Wissenschaft und Technologie zurückzuführen (siehe beispielsweise das Human Genome Project ), die ein beispielloses Verständnis genetischer Störungen ermöglicht haben .

Klinische Genetik

Klinische Genetik ist die Praxis der klinischen Medizin mit besonderem Augenmerk auf Erbkrankheiten . Überweisungen an genetische Kliniken werden aus einer Vielzahl von Gründen gemacht, darunter Geburtsfehler , Entwicklungsverzögerungen , Autismus , Epilepsie , Kleinwuchs und viele andere. Beispiele für genetische Syndrome, die häufig in der genetischen Klinik beobachtet werden, umfassen Chromosomenumlagerungen , Down-Syndrom , DiGeorge-Syndrom (22q11.2-Deletionssyndrom), Fragile-X-Syndrom , Marfan-Syndrom , Neurofibromatose , Turner-Syndrom und Williams-Syndrom .

In den Vereinigten Staaten sind Ärzte, die klinische Genetik betreiben, vom American Board of Medical Genetics and Genomics (ABMGG) akkreditiert. Um ein Facharzt für klinische Genetik zu werden, muss ein Arzt eine mindestens 24-monatige Ausbildung in einem von der ABMGG akkreditierten Programm absolvieren. Personen, die eine Aufnahme in klinische Genetik-Ausbildungsprogramme anstreben, müssen einen MD- oder DO-Abschluss (oder einen gleichwertigen Abschluss) besitzen und eine mindestens 24-monatige Ausbildung in einem ACGME- akkreditierten Facharztprogramm für Innere Medizin , Pädiatrie , Geburtshilfe und Gynäkologie oder eine andere medizinische Ausbildung absolviert haben Spezialität.

Metabolische/biochemische Genetik

Die metabolische (oder biochemische) Genetik umfasst die Diagnose und Behandlung angeborener Stoffwechselstörungen, bei denen Patienten enzymatische Mängel aufweisen, die biochemische Stoffwechselwege stören, die am Stoffwechsel von Kohlenhydraten , Aminosäuren und Lipiden beteiligt sind . Beispiele für Stoffwechselstörungen umfassen Galaktosämie , Glykogenspeicherkrankheit , lysosomale Speicherstörungen , metabolische Azidose , peroxisomale Störungen , Phenylketonurie und Harnstoffzyklusstörungen .

Zytogenetik

Zytogenetik ist die Untersuchung von Chromosomen und Chromosomenanomalien . Während sich die Zytogenetik in der Vergangenheit auf die Mikroskopie zur Analyse von Chromosomen stützte , werden heute neue molekulare Technologien wie die Array-vergleichende genomische Hybridisierung weit verbreitet. Beispiele für Chromosomenanomalien umfassen Aneuploidie , Chromosomenumlagerungen und genomische Deletion/Duplikationsstörungen.

Molekulare Genetik

Die Molekulargenetik umfasst die Entdeckung und Laboruntersuchung von DNA- Mutationen, die vielen Einzelgen-Erkrankungen zugrunde liegen . Beispiele für Einzelgenstörungen sind Achondroplasie , Mukoviszidose , Duchenne-Muskeldystrophie , erblicher Brustkrebs (BRCA1/2), Huntington-Krankheit , Marfan-Syndrom , Noonan-Syndrom und Rett-Syndrom . Molekulare Tests werden auch bei der Diagnose von Syndromen verwendet, die epigenetische Anomalien beinhalten, wie das Angelman-Syndrom , das Beckwith-Wiedemann-Syndrom , das Prader-Willi-Syndrom und die uniparentale Disomie .

Mitochondriale Genetik

Die mitochondriale Genetik befasst sich mit der Diagnose und Behandlung von mitochondrialen Erkrankungen, die eine molekulare Grundlage haben, aber aufgrund mangelnder Energieproduktion oft zu biochemischen Anomalien führen.

Es gibt einige Überschneidungen zwischen medizinisch-genetischen Diagnostiklabors und der Molekularpathologie .

Genetische Beratung

Genetische Beratung ist der Prozess der Aufklärung über genetische Bedingungen, diagnostische Tests und Risiken bei anderen Familienmitgliedern im Rahmen der nichtdirektiven Beratung. Genetische Berater sind nicht-ärztliche Mitglieder des medizinischen Genetik-Teams, die sich auf die Risikobewertung von Familien und die Beratung von Patienten in Bezug auf genetische Störungen spezialisiert haben. Die genaue Rolle des genetischen Beraters variiert je nach Störung etwas. Wenn sie mit Genetikern zusammenarbeiten, sind genetische Berater normalerweise auf pädiatrische Genetik spezialisiert, die sich auf Entwicklungsanomalien bei Neugeborenen, Säuglingen oder Kindern konzentriert. Das Hauptziel der pädiatrischen Beratung besteht darin, die genetischen Grundlagen hinter den Entwicklungsproblemen des Kindes auf eine mitfühlende und artikulierte Weise zu erklären, die es den möglicherweise verzweifelten oder frustrierten Eltern ermöglicht, die Informationen leicht zu verstehen. Außerdem erstellen genetische Berater normalerweise einen Familienstammbaum, der die Krankengeschichte der Familie des Patienten zusammenfasst. Dies hilft dann dem klinischen Genetiker bei der Differenzialdiagnose und hilft zu bestimmen, welche weiteren Schritte unternommen werden sollten, um dem Patienten zu helfen.

Geschichte

Obwohl die Genetik ihre Wurzeln im 19. Jahrhundert mit der Arbeit des böhmischen Mönchs Gregor Mendel und anderer wegweisender Wissenschaftler hat, ist die Humangenetik erst später entstanden. Es begann sich, wenn auch langsam, in der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts zu entwickeln. Die Mendelsche (Einzelgen-) Vererbung wurde bei einer Reihe wichtiger Erkrankungen wie Albinismus, Brachydaktylie (kurze Finger und Zehen) und Hämophilie untersucht . Auch mathematische Ansätze wurden entwickelt und auf die Humangenetik angewendet. Populationsgenetik wurde geschaffen.

Die medizinische Genetik war ein Spätentwickler und entstand größtenteils nach dem Ende des Zweiten Weltkriegs (1945), als die Eugenik- Bewegung in Verruf geraten war. Der Missbrauch der Eugenik durch die Nazis läutete seine Todesglocke. Ohne Eugenik konnte ein wissenschaftlicher Ansatz verwendet werden, der auf die Human- und Medizingenetik übertragen wurde. Die medizinische Genetik erlebte in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts einen immer schnelleren Aufstieg und setzt sich im 21. Jahrhundert fort.

Derzeitige Praxis

Das klinische Umfeld, in dem die Patienten untersucht werden, bestimmt den Umfang der praktischen, diagnostischen und therapeutischen Interventionen. Zum Zwecke der allgemeinen Diskussion können die typischen Begegnungen zwischen Patienten und Genetikern Folgendes umfassen:

  • Überweisung an eine ambulante genetische Klinik (Kinder, Erwachsene oder kombiniert) oder eine Krankenhauskonsultation, meistens zur diagnostischen Bewertung.
  • Genetische Spezialkliniken , die sich auf die Behandlung angeborener Stoffwechselstörungen , Skelettdysplasie oder lysosomaler Speicherkrankheiten konzentrieren .
  • Überweisung an eine Klinik für Pränatalgenetik zur Besprechung von Risiken für die Schwangerschaft ( fortgeschrittenes Alter der Mutter , Teratogenexposition, familiäre Vorgeschichte einer genetischen Erkrankung), Testergebnisse (auffälliges Serum-Screening der Mutter, abnormaler Ultraschall) und/oder Optionen für die pränatale Diagnose ( typischerweise nicht-invasives pränatales Screening, diagnostische Amniozentese oder Chorionzottenbiopsie).
  • Multidisziplinäre Spezialkliniken, die einen klinischen Genetiker oder genetischen Berater umfassen (Krebsgenetik, kardiovaskuläre Genetik, kraniofaziale oder Lippen-Kiefer-Gaumenspalte, Kliniken für Hörverlust, Kliniken für Muskeldystrophie/neurodegenerative Erkrankungen).

Diagnostische Auswertung

Jeder Patient wird einer diagnostischen Abklärung unterzogen, die auf seine besonderen Anzeichen und Symptome zugeschnitten ist. Der Genetiker stellt eine Differenzialdiagnose und empfiehlt geeignete Tests. Diese Tests können auf Chromosomenstörungen , angeborene Stoffwechselstörungen oder Einzelgenstörungen untersucht werden.

Chromosomenstudien

Chromosomenstudien werden in der allgemeinen Genetikklinik verwendet, um eine Ursache für Entwicklungsverzögerung/geistige Retardierung, Geburtsfehler, dysmorphe Merkmale und/oder Autismus zu bestimmen. Eine Chromosomenanalyse wird auch in der pränatalen Umgebung durchgeführt, um festzustellen, ob ein Fötus von Aneuploidie oder anderen Chromosomenumlagerungen betroffen ist. Schließlich werden in Krebsproben häufig Chromosomenanomalien nachgewiesen. Für die Chromosomenanalyse wurde eine Vielzahl unterschiedlicher Methoden entwickelt:

  • Die Chromosomenanalyse unter Verwendung eines Karyotyps umfasst spezielle Färbungen, die helle und dunkle Streifen erzeugen, wodurch jedes Chromosom unter einem Mikroskop identifiziert werden kann.
  • Die Fluoreszenz-in-situ-Hybridisierung (FISH) beinhaltet die Fluoreszenzmarkierung von Sonden, die an spezifische DNA-Sequenzen binden, zur Identifizierung von Aneuploidie, genomischen Deletionen oder Duplikationen, zur Charakterisierung von chromosomalen Translokationen und zur Bestimmung des Ursprungs von Ringchromosomen .
  • Chromosomenmalerei ist eine Technik, die fluoreszierende Sonden verwendet, die für jedes Chromosom spezifisch sind, um jedes Chromosom unterschiedlich zu markieren. Diese Technik wird häufiger in der Krebszytogenetik verwendet, wo komplexe Chromosomenumlagerungen auftreten können.
  • Array Comparative Genomic Hybridization ist eine neuere molekulare Technik, bei der eine einzelne DNA-Probe an einen Glasobjektträger oder einen Mikroarray-Chip hybridisiert wird, der molekulare Sonden enthält (von großen ~200 kb bakteriellen künstlichen Chromosomen bis hin zu kleinen Oligonukleotiden), die einzigartige Regionen des Genoms darstellen. Dieses Verfahren ist besonders empfindlich für den Nachweis von genomischen Gewinnen oder Verlusten im gesamten Genom, erkennt jedoch keine ausgeglichenen Translokationen oder unterscheidet den Ort von dupliziertem genetischem Material (zum Beispiel eine Tandemduplikation gegenüber einer Insertionsduplikation).

Grundlegende Stoffwechselstudien

Biochemische Studien werden durchgeführt, um ein Ungleichgewicht von Metaboliten in der Körperflüssigkeit, normalerweise im Blut (Plasma/Serum) oder Urin, aber auch in der Zerebrospinalflüssigkeit (CSF) zu untersuchen. Unter Umständen werden auch spezifische Tests der Enzymfunktion (entweder in Leukozyten, Hautfibroblasten, Leber oder Muskel) eingesetzt. In den USA umfasst das Neugeborenen-Screening biochemische Tests zum Screening auf behandelbare Erkrankungen wie Galaktosämie und Phenylketonurie (PKU). Bei Patienten mit Verdacht auf eine Stoffwechselerkrankung können folgende Tests durchgeführt werden:

  • Die quantitative Aminosäureanalyse wird typischerweise unter Verwendung der Ninhydrin-Reaktion durchgeführt, gefolgt von Flüssigkeitschromatographie , um die Menge an Aminosäure in der Probe (entweder Urin, Plasma/Serum oder Liquor) zu messen. Die Messung von Aminosäuren in Plasma oder Serum wird bei der Beurteilung von Störungen des Aminosäurestoffwechsels wie Harnstoffzyklusstörungen , Ahornsirup-Urinkrankheit und PKU verwendet . Die Messung von Aminosäuren im Urin kann bei der Diagnose einer Cystinurie oder eines renalen Fanconi-Syndroms, wie es bei Cystinose beobachtet wird, nützlich sein .
  • Die Analyse organischer Säuren im Urin kann entweder mit quantitativen oder qualitativen Methoden durchgeführt werden, aber in beiden Fällen wird der Test verwendet, um die Ausscheidung abnormaler organischer Säuren nachzuweisen . Diese Verbindungen werden normalerweise während des Stoffwechsels von Aminosäuren und ungeradkettigen Fettsäuren produziert, reichern sich jedoch bei Patienten mit bestimmten Stoffwechselerkrankungen an .
  • Das Acylcarnitin-Kombinationsprofil weist Verbindungen wie organische Säuren und an Carnitin konjugierte Fettsäuren nach. Der Test dient zum Nachweis von Störungen des Fettsäurestoffwechsels, einschließlich MCAD .
  • Pyruvat und Laktat sind Nebenprodukte des normalen Stoffwechsels, insbesondere während des anaeroben Stoffwechsels . Diese Verbindungen akkumulieren normalerweise während körperlicher Anstrengung oder Ischämie, sind aber auch bei Patienten mit Störungen des Pyruvatstoffwechsels oder mitochondrialen Störungen erhöht.
  • Ammoniak ist ein Endprodukt des Aminosäurestoffwechsels und wird in der Leber umgewandelt Harnstoff durch eine Reihe von enzymatischen Reaktionen bezeichnet den Harnstoffzyklus . Erhöhte Ammoniakwerte können daher bei Patienten mit Harnstoffzyklusstörungen sowie anderen Erkrankungen mit Leberversagen nachgewiesen werden .
  • Enzymtests werden bei einer Vielzahl von Stoffwechselerkrankungen durchgeführt, um eine vermutete Diagnose aufgrund von Screening-Tests zu bestätigen.

Molekulare Studien

Behandlungen

Jede Zelle des Körpers enthält die Erbinformation ( DNA ), die in Strukturen, die Chromosomen genannt werden, verpackt ist . Da genetische Syndrome typischerweise das Ergebnis von Veränderungen der Chromosomen oder Gene sind, gibt es derzeit keine Behandlung, die die genetischen Veränderungen in jeder Körperzelle korrigieren kann. Daher gibt es derzeit keine "Heilung" für genetische Störungen. Für viele genetische Syndrome steht jedoch eine Behandlung zur Verfügung, um die Symptome zu behandeln. In einigen Fällen, insbesondere bei angeborenen Stoffwechselstörungen , ist der Krankheitsmechanismus gut verstanden und bietet das Potenzial für eine diätetische und medizinische Behandlung, um die Langzeitkomplikationen zu verhindern oder zu reduzieren. In anderen Fällen wird eine Infusionstherapie verwendet, um das fehlende Enzym zu ersetzen. Die aktuelle Forschung versucht aktiv, Gentherapie oder andere neue Medikamente zur Behandlung bestimmter genetischer Störungen einzusetzen.

Behandlung von Stoffwechselstörungen

Im Allgemeinen entstehen Stoffwechselstörungen durch Enzymmängel, die normale Stoffwechselwege stören. Zum Beispiel im hypothetischen Beispiel:

    A ---> B ---> C ---> D         AAAA ---> BBBBBB ---> CCCCCCCCCC ---> (no D)
       X      Y      Z                   X           Y       |      (no or insufficient Z)
                                                           EEEEE

Verbindung "A" wird durch Enzym "X" zu "B" metabolisiert, Verbindung "B" wird zu "C" durch Enzym "Y" metabolisiert und Verbindung "C" wird zu "D" durch Enzym "Z" metabolisiert. Wenn das Enzym "Z" fehlt, fehlt die Verbindung "D", während die Verbindungen "A", "B" und "C" aufgebaut werden. Die Pathogenese dieses speziellen Zustands könnte aus dem Fehlen der Verbindung "D" resultieren, wenn sie für eine Zellfunktion kritisch ist, oder aus einer Toxizität aufgrund eines Überschusses von "A", "B" und/oder "C" oder aus einer Toxizität aufgrund von auf den Überschuss von "E", der normalerweise nur in geringen Mengen vorhanden ist und sich nur bei einem Überschuss von "C" ansammelt. Die Behandlung der Stoffwechselstörung könnte durch Nahrungsergänzung mit Verbindung "D" und diätetische Einschränkung der Verbindungen "A", "B" und/oder "C" oder durch Behandlung mit einem Medikament erreicht werden, das die Beseitigung von überschüssigem "A" fördert. „B“, „C“ oder „E“. Ein anderer möglicher Ansatz ist die Enzymersatztherapie, bei der einem Patienten eine Infusion des fehlenden Enzyms "Z" oder eine Cofaktor-Therapie verabreicht wird, um die Wirksamkeit jeglicher verbleibender "Z"-Aktivität zu erhöhen.

  • Diät

Ernährungseinschränkung und Nahrungsergänzung sind wichtige Maßnahmen bei mehreren bekannten Stoffwechselstörungen, darunter Galaktosämie , Phenylketonurie (PKU), Ahornsirup- Urinkrankheit, organische Azidurie und Harnstoffzyklusstörungen . Solche restriktiven Diäten können für den Patienten und die Familie schwierig einzuhalten sein und erfordern eine enge Absprache mit einem Ernährungsberater, der über besondere Erfahrung mit Stoffwechselstörungen verfügt. Die Zusammensetzung der Nahrung ändert sich je nach Kalorienbedarf des heranwachsenden Kindes und während einer Schwangerschaft ist besondere Aufmerksamkeit erforderlich, wenn eine Frau von einer dieser Erkrankungen betroffen ist.

  • Medikation

Medizinische Ansätze umfassen die Erhöhung der Restenzymaktivität (in Fällen, in denen das Enzym hergestellt wird, aber nicht richtig funktioniert), die Hemmung anderer Enzyme im biochemischen Stoffwechselweg, um den Aufbau einer toxischen Verbindung zu verhindern, oder die Umleitung einer toxischen Verbindung in eine andere Form, die ausgeschieden werden. Beispiele hierfür sind die Anwendung hoher Dosen von Pyridoxin (Vitamin B6) bei einigen Patienten mit Homocystinurie , um die Aktivität des restlichen Cystathion-Synthase-Enzyms zu steigern, die Verabreichung von Biotin zur Wiederherstellung der Aktivität mehrerer Enzyme, die von einem Mangel an Biotinidase betroffen sind , die Behandlung mit NTBC bei Tyrosinämie gegen hemmen die Produktion von Succinylaceton, das Lebertoxizität verursacht, und die Verwendung von Natriumbenzoat zur Verringerung der Ammoniakbildung bei Störungen des Harnstoffzyklus .

Bestimmte lysosomale Speicherkrankheiten werden mit Infusionen eines rekombinanten Enzyms (im Labor hergestellt) behandelt, das die Akkumulation der Verbindungen in verschiedenen Geweben reduzieren kann. Beispiele sind Morbus Gaucher , Morbus Fabry , Mucopolysaccharidosen und Glykogenspeicherkrankheit Typ II . Solche Behandlungen werden durch die Fähigkeit des Enzyms, die betroffenen Bereiche zu erreichen, eingeschränkt (die Blut-Hirn-Schranke verhindert beispielsweise, dass das Enzym das Gehirn erreicht) und können manchmal mit allergischen Reaktionen verbunden sein. Die klinische Langzeitwirksamkeit von Enzymersatztherapien variiert stark zwischen verschiedenen Erkrankungen.

Andere Beispiele

  • Angiotensin-Rezeptorblocker bei Marfan-Syndrom & Loeys-Dietz
  • Knochenmarktransplantation
  • Gentherapie

Karrierewege und Ausbildung

Genetiker, der mit einem Stammbaum arbeitet

Im Bereich der medizinischen Genetik gibt es unterschiedliche Berufswege und natürlich unterscheidet sich der Ausbildungsbedarf für jeden Bereich erheblich. Die in diesem Abschnitt enthaltenen Informationen gelten für die typischen Pfade in den Vereinigten Staaten und können in anderen Ländern abweichen. US-Ärzte in klinischen, beratenden oder diagnostischen Subspezialitäten erhalten im Allgemeinen eine Board-Zertifizierung durch das American Board of Medical Genetics .

Karriere Grad Beschreibung Ausbildung
Klinischer Genetiker MD , DO , MD-PhD oder MBBS Ein klinischer Genetiker ist in der Regel ein Arzt, der Patienten in der Praxis oder als Krankenhauskonsultation beurteilt. Dieser Prozess umfasst eine Anamnese, Familienanamnese ( Stammbaum ), eine detaillierte körperliche Untersuchung, die Überprüfung objektiver Daten wie Bildgebung und Testergebnisse, die Erstellung einer Differenzialdiagnose und die Empfehlung geeigneter diagnostischer Tests. College (4 Jahre) → Medizinische Fakultät (4 Jahre) → Hauptwohnsitz (2-3 Jahre) → Residenz in Klinischer Genetik (2 Jahre). Einige Klinische Genetiker erhalten auch einen Doktortitel (4-7 Jahre). Ein neuer Studiengang bietet eine 4-jährige Hauptausbildung in Klinischer Genetik unmittelbar nach dem Abschluss des Medizinstudiums.
Genetischer Berater FRAU Ein genetischer Berater ist spezialisiert auf die Übermittlung genetischer Informationen an Patienten und Familien. Genetische Berater arbeiten oft eng mit klinischen Genetikern oder anderen Ärzten (wie Geburtshelfern oder Onkologen ) zusammen und übermitteln oft die Ergebnisse der empfohlenen Tests. College (4 Jahre) → Graduiertenprogramm in genetischer Beratung (2 Jahre).
Stoffwechselschwester und/oder Ernährungsberater BA/BS, MS, RN Einer der kritischen Aspekte bei der Behandlung von Patienten mit Stoffwechselstörungen ist die angemessene Ernährungsintervention (entweder die Einschränkung der Verbindung, die nicht metabolisiert werden kann, oder die Ergänzung von Verbindungen, die aufgrund eines Enzymmangels mangelhaft sind). Die Stoffwechselschwester und der Ernährungsberater spielen eine wichtige Rolle bei der Koordination des Ernährungsmanagements. College (4 Jahre) → Krankenpflegeschule oder diplomierte Ausbildung in Ernährung.
Biochemische Diagnostik BS, MS, Ph.D. , MD, DO, MD-PhD Personen, die sich auf biochemische Genetik spezialisiert haben, arbeiten normalerweise im diagnostischen Labor und analysieren und interpretieren spezialisierte biochemische Tests, die Aminosäuren , organische Säuren und Enzymaktivität messen . Einige klinische Genetiker sind auch für biochemische Genetik zertifiziert. College (4 Jahre) → Graduate School (PhD, in der Regel 4–7 Jahre) und/oder Medizinische Fakultät (4 Jahre)
Zytogenetische Diagnostik BS, MS, PhD, MD, DO, MD-PhD Personen, die sich auf Zytogenetik spezialisiert haben, arbeiten typischerweise im diagnostischen Labor und analysieren und interpretieren Karyotypen , FISH und vergleichende genomische Hybridisierungstests . Einige klinische Genetiker sind auch für Zytogenetik zertifiziert. College (4 Jahre) → Graduate School (PhD, in der Regel 4–7 Jahre) und/oder Medizinische Fakultät (4 Jahre)
Molekulare Genetik BS, MS, PhD, MD, DO, MD-PhD Personen, die sich auf Molekulargenetik spezialisiert haben, arbeiten normalerweise im diagnostischen Labor und analysieren und interpretieren spezielle genetische Tests, die nach krankheitsverursachenden Veränderungen ( Mutationen ) in der DNA suchen . Einige Beispiele für molekulardiagnostische Tests umfassen DNA-Sequenzierung und Southern-Blotting . College (4 Jahre) → Graduate School (PhD, in der Regel 4–7 Jahre) und/oder Medizinische Fakultät (4 Jahre)
Forschungsgenetiker BS, MS, PhD, MD, DO, MD-PhD Jeder Forscher, der die genetischen Grundlagen menschlicher Krankheiten untersucht oder Modellorganismen verwendet, um Krankheitsmechanismen zu untersuchen, könnte als Forschungsgenetiker angesehen werden. Viele der klinischen Karrierewege beinhalten auch Grundlagenforschung oder translationale Forschung, und so nehmen Personen im Bereich der medizinischen Genetik oft an irgendeiner Form der Forschung teil. Hochschule (4 Jahre) → Graduiertenschule (PhD, in der Regel 4–7 Jahre) und/oder Medizinische Fakultät (4 Jahre) → Habilitation (in der Regel 3+ Jahre)
Labortechniker AS, BS, MS Techniker in den Diagnose- oder Forschungslabors handhaben Proben und führen die Assays am Labortisch durch. College (4 Jahre), kann einen höheren Abschluss haben (MS, 2+ Jahre)

Ethische, rechtliche und soziale Implikationen

Genetische Informationen bieten eine einzigartige Art von Wissen über eine Person und ihre Familie, die sich grundlegend von einem typischen Labortest unterscheidet, der eine "Momentaufnahme" des Gesundheitszustands einer Person liefert. Der einzigartige Status von genetischer Information und Erbkrankheiten hat eine Reihe von Konsequenzen in Bezug auf ethische, rechtliche und gesellschaftliche Bedenken.

Am 19. März 2015 forderten Wissenschaftler ein weltweites Verbot des klinischen Einsatzes von Methoden, insbesondere der Verwendung von CRISPR und Zinkfinger , um das menschliche Genom vererbbar zu bearbeiten . Im April 2015 und April 2016 berichteten chinesische Forscher über Ergebnisse der Grundlagenforschung zur Bearbeitung der DNA nicht lebensfähiger menschlicher Embryonen mit CRISPR. Im Februar 2016 erhielten britische Wissenschaftler von den Aufsichtsbehörden die Erlaubnis, menschliche Embryonen mithilfe von CRISPR und verwandten Techniken genetisch zu verändern , unter der Bedingung, dass die Embryonen innerhalb von sieben Tagen zerstört werden. Im Juni 2016 wurde berichtet, dass die niederländische Regierung plant, ähnliche Vorschriften zu erlassen, die eine Frist von 14 Tagen vorsehen.

Gesellschaften

Der eher empirische Ansatz zur Human- und Medizingenetik wurde durch die Gründung der American Society of Human Genetics im Jahr 1948 formalisiert . Die Gesellschaft begann in diesem Jahr (1948) mit ihren jährlichen Treffen und ihr internationales Gegenstück, der Internationale Kongress für Humangenetik , tritt seit ihrer Gründung im Jahr 1956 alle 5 Jahre zusammen. Die Gesellschaft gibt monatlich das American Journal of Human Genetics heraus .

Die medizinische Genetik ist als eigenständiges medizinisches Fachgebiet anerkannt. In den USA verfügt die medizinische Genetik über ein eigenes zugelassenes Gremium (das American Board of Medical Genetics) und ein Clinical Specialty College (das American College of Medical Genetics ). Das College veranstaltet ein jährliches wissenschaftliches Treffen, veröffentlicht eine monatliche Zeitschrift, Genetics in Medicine , und veröffentlicht Positionspapiere und Leitlinien für die klinische Praxis zu einer Vielzahl von Themen, die für die Humangenetik relevant sind. In Australien und Neuseeland werden medizinische Genetiker unter der Schirmherrschaft des Royal Australasian College of Physicians ausgebildet und zertifiziert , gehören aber beruflich der Australasian Association of Clinical Geneticists für Weiterbildung, Vernetzung und Interessenvertretung an.

Forschung

Das breite Forschungsspektrum der medizinischen Genetik spiegelt den Gesamtumfang dieses Bereichs wider, darunter Grundlagenforschung zur genetischen Vererbung und zum menschlichen Genom, Mechanismen genetischer und metabolischer Störungen, translationale Forschung zu neuen Behandlungsmethoden und die Auswirkungen von Gentests

Genetische Grundlagenforschung

Genetiker der Grundlagenforschung forschen in der Regel an Universitäten, Biotechnologie-Firmen und Forschungsinstituten.

Allelarchitektur der Krankheit

Manchmal ist der Zusammenhang zwischen einer Krankheit und einer ungewöhnlichen Genvariante subtiler. Die genetische Architektur von Volkskrankheiten ist ein wichtiger Faktor bei der Bestimmung des Ausmaßes, in dem Muster genetischer Variation die Gruppenunterschiede bei den gesundheitlichen Ergebnissen beeinflussen. Gemäß der Common Disease/Common Variant- Hypothese spielen häufige Varianten, die in der Ahnenpopulation vor der Ausbreitung des modernen Menschen aus Afrika vorhanden waren, eine wichtige Rolle bei menschlichen Krankheiten. Genetische Varianten, die mit Alzheimer-Krankheit, tiefer Venenthrombose, Morbus Crohn und Typ-2-Diabetes verbunden sind, scheinen diesem Modell zu entsprechen. Die Allgemeingültigkeit des Modells ist jedoch noch nicht erwiesen und wird in einigen Fällen angezweifelt. Einige Krankheiten, wie z. B. viele häufige Krebsarten, scheinen durch das Modell der allgemeinen Krankheit/gemeinsamen Variante nicht gut beschrieben zu werden.

Eine andere Möglichkeit besteht darin, dass Volkskrankheiten teilweise durch die Wirkung von Kombinationen von Varianten entstehen, die einzeln selten sind. Die meisten der bisher entdeckten krankheitsassoziierten Allele waren selten, und seltene Varianten sind wahrscheinlicher als häufige Varianten unterschiedlich auf Gruppen verteilt, die sich durch ihre Abstammung unterscheiden. Gruppen könnten jedoch unterschiedliche, wenn auch möglicherweise überlappende Sätze seltener Varianten beherbergen, was die Unterschiede zwischen den Gruppen bei der Häufigkeit der Krankheit verringern würde.

Die Anzahl der Varianten, die zu einer Krankheit beitragen, und die Wechselwirkungen zwischen diesen Varianten könnten auch die Verteilung von Krankheiten zwischen den Gruppen beeinflussen. Die Schwierigkeit, beitragende Allele für komplexe Krankheiten zu finden und positive Assoziationen zu replizieren, legt nahe, dass viele komplexe Krankheiten eher zahlreiche Varianten als eine moderate Anzahl von Allelen beinhalten und der Einfluss einer bestimmten Variante in entscheidender Weise von der genetischen und Umwelthintergrund. Wenn viele Allele erforderlich sind, um die Anfälligkeit für eine Krankheit zu erhöhen, ist die Wahrscheinlichkeit gering, dass sich die erforderliche Kombination von Allelen allein durch Drift in einer bestimmten Gruppe konzentriert.

Populationsunterstruktur in der Genforschung

Ein Bereich, in dem Populationskategorien wichtige Überlegungen in der genetischen Forschung sein können, ist die Kontrolle von Verwechslungen zwischen Populationsunterstruktur , Umweltbelastungen und Gesundheitsergebnissen. Assoziationsstudien können zu falschen Ergebnissen führen, wenn Fälle und Kontrollen unterschiedliche Allelfrequenzen für Gene aufweisen, die nicht mit der untersuchten Krankheit in Verbindung stehen, obwohl das Ausmaß dieses Problems in genetischen Assoziationsstudien umstritten ist. Es wurden verschiedene Methoden entwickelt, um Populationsunterstrukturen zu erkennen und zu berücksichtigen, aber diese Methoden können in der Praxis schwierig anzuwenden sein.

Populationssubstruktur kann auch in genetischen Assoziationsstudien vorteilhaft verwendet werden. Zum Beispiel können Populationen, die jüngere Mischungen von geografisch getrennten Vorfahrengruppen darstellen, ein längerfristiges Kopplungsungleichgewicht zwischen Anfälligkeitsallelen und genetischen Markern aufweisen, als dies bei anderen Populationen der Fall ist. Genetische Studien können dieses Ungleichgewicht der Beimischungskopplung verwenden, um nach Krankheitsallelen mit weniger Markern zu suchen, als sonst erforderlich wären. Assoziationsstudien können auch die gegensätzlichen Erfahrungen rassischer oder ethnischer Gruppen, einschließlich Migrantengruppen, nutzen, um nach Wechselwirkungen zwischen bestimmten Allelen und Umweltfaktoren zu suchen, die die Gesundheit beeinflussen könnten.

Siehe auch

Verweise

Weiterlesen

Externe Links