Zigarettenrauch schadet der DNA

Zigarettenrauch schadet nicht nur der Lunge, sondern schädigt auch die DNA. Eine groß angelegte Studie in Zusammenarbeit mit dem Helmholtz Zentrum München, zeigt nun, dass es auch an der DNA Veränderungen gibt. Diese epigenetischen Muster sind teilweise 30 Jahre nachzuweisen.

Bisher konzentrierten sich Forscher vorrangig auf Veränderungen in der Abfolge der Basen, auf die sogenannten Mutationen. Im Rahmen der in ‚Circulation: Cardiovascular Genetics‘ erschienenen Studie werteten zahlreiche internationale Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler Blutproben von knapp 16.000 Probanden aus. Darunter etwa 2400 aktive, 6500 ehemalige Raucher und knapp 7000 Menschen, die nie geraucht hatten.

Von deutscher Seite wurden die Daten von 1800 Teilnehmern der Augsburger KORA-Studie einbezogen*.

„Durch die Analyse dieser großen Datenmenge konnten wir zeigen, dass Rauchen eine Art epigenetischen** Fingerabdruck hinterlässt, der noch Jahre später nachzuweisen ist“, so Dr. Melanie Waldenberger. Sie ist Gruppenleiterin in der Abteilung für Molekulare Epidemiologie am Helmholtz Zentrum München und war ebenfalls an der Studie beteiligt. Manche dieser Veränderungen waren laut der Studie sogar noch nachweisbar, nachdem die Probanden das Rauchen bereits seit 30 Jahren aufgegeben hatten. „Molekular gesehen handelt es sich bei diesem Fingerabdruck um Methylgruppen, die bestimmten Basen angehängt werden und so die Aktivität der darunter liegenden Genen beeinflussen.“

Aschenbecher- Foto: Johannes Polwin

Wie die Wissenschaftler feststellten, war das bei über 1000 Genen der Fall. Von aktuell circa 20.000 bekannten war also etwa jedes zwanzigste betroffen. Den Autoren zufolge sind darunter zahlreiche Gene, die für die Lungenfunktion von Bedeutung sind, aber auch bei Krebs, Herzkreislauferkrankungen und Entzündungen eine Rolle spielen.

„Manche davon wurden bereits schon vorher mit dem Rauchen in Verbindung gebracht, andere waren in diesem Kontext jedoch neu“, so Prof. Annette Peters, Direktorin des Instituts für Epidemiologie. „Wir haben die Hoffnung, dass sich daraus Krankheitsmechanismen ableiten lassen und so womöglich neue Therapien entstehen.“

Und auch für Menschen, die das Rauchen gerne aufgeben möchten, haben die Autoren etwas Ermutigendes: “Fünf Jahre nach einem Rauchstopp nähern sich die meisten Methylierungsmuster wieder dem Zustand von Nichtrauchern an“, so Dr. Rui Wang-Sattler. Sie ist ebenfalls Gruppenleiterin in der Abteilung für Molekulare Epidemiologie.

Weitere Informationen
* Kernthemen der KORA-Studien sind Fragen zu Entstehung und Verlauf von chronischen Erkrankungen, insbesondere Herzinfarkt und Diabetes mellitus. Hierzu werden Risikofaktoren aus dem Bereich des Gesundheitsverhaltens wie u.a. Rauchen, Ernährung, Bewegung, der Umweltfaktoren wie u.a. Luftverschmutzung, Lärm und der Genetik erforscht. Aus Sicht der Versorgungsforschung werden Fragen der Inanspruchnahme und Kosten der Gesundheitsversorgung untersucht. Die KORA-Forschung soll insgesamt dazu dienen, neue Ansätze im Bereich der Prävention chronischer Krankheiten zu entwickeln und die Gesundheitsversorgung zu verbessern.

** Epigenetik: Im Gegensatz zur Genetik bezeichnet der Begriff Epigenetik die Vererbung von Eigenschaften, die nicht in der primären Sequenz der DNA (den Genen) fixiert sind. Als Träger dieser epigenetischen Information gelten bislang insbesondere RNA-Transkripte und chemische Modifikationen des Chromatins, wie hier das Vorhandensein oder Fehlen von Methylgruppen an der DNA.

Original-Publikation: Joehanes, R. et al. (2016): Epigenetic Signatures of Cigarette Smoking. Circulation: Cardiovascular Genetics, doi: 10.1161/CIRCGENETICS.116.001506

Das Helmholtz Zentrum München verfolgt als Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt das Ziel, personalisierte Medizin für die Diagnose, Therapie und Prävention weit verbreiteter Volkskrankheiten wie Diabetes mellitus und Lungenerkrankungen zu entwickeln. Dafür untersucht es das Zusammenwirken von Genetik, Umweltfaktoren und Lebensstil. Der Hauptsitz des Zentrums liegt in Neuherberg im Norden Münchens. Das Helmholtz Zentrum München beschäftigt rund 2.300 Mitarbeiter und ist Mitglied der Helmholtz-Gemeinschaft, der 18 naturwissenschaftlich-technische und medizinisch-biologische Forschungszentren mit rund 37.000 Beschäftigten angehören.

Die Abteilung Molekulare Epidemiologie (AME) analysiert populationsbasierte Kohorten und Fallstudien für bestimmte Krankheiten mit Hilfe von Genomik, Epigenomik, Transkriptomik, Proteomik, Metabolomik und funktionellen Analysen. Ziel ist, die molekularen Mechanismen komplexer Erkrankungen wie Typ-2-Diabetes oder Adipositas aufzuklären. Die Abteilung führt die Bioprobenbank der Epidemiologie und übernimmt die Probenverwaltung und -lagerung für nationale und internationale Projekte.

Das Institut für Epidemiologie II (EPI II) erforscht die Zusammenhänge von Umwelt, Lebensstil und Genetik bei der Entstehung von Diabetes, Erkrankungen des Herzens und der Erhaltung der Gesundheit im Alter. Die Forschung stützt sich auf die einzigartigen bevölkerungsbasierten KORA-Ressourcen (Kohorte, Herzinfarktregister, Aerosol-Messstation). Folgestudien innerhalb der Kohorte ermöglichen die Untersuchung von Frühformen und Komplikationen ausgewählter chronischer Erkrankungen und deren Verbreitung in der Bevölkerung.

Die Kooperative Gesundheitsforschung in der Region Augsburg (KORA) untersucht seit 30 Jahren die Gesundheit tausender Bürger aus dem Raum Augsburg. Ziel ist es, die Auswirkungen von Umweltfaktoren, Verhalten und Genen zu verstehen. Kernthemen der KORA-Studien sind Fragen zu Entstehung und Verlauf von chronischen Erkrankungen, insbesondere Herzinfarkt und Diabetes mellitus. Hierzu werden Risikofaktoren aus dem Bereich des Gesundheitsverhaltens (u.a. Rauchen, Ernährung, Bewegung), der Umweltfaktoren (u.a. Luftverschmutzung, Lärm) und der Genetik erforscht. Aus Sicht der Versorgungsforschung werden Fragen der Inanspruchnahme und Kosten der Gesundheitsversorgung untersucht.

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