Zusammenhang zwischen Genmutationen und Oxyhämoglobinsättigung während des Schlafes entdeckt

Forscher haben 57 Variationen eines Gens identifiziert, die stark mit einem Rückgang der Oxyhämoglobinsättigung im arteriellen Blut während des Schlafes zusammenhängen. Niedrige Werte sind ein klinischer Indikator für die Schwere einer Schlafapnoe.

„Der durchschnittliche Blutsauerstoffgehalt einer Person im Schlaf ist erblich bedingt und relativ einfach zu messen“, sagte Studienautorin Susan Redline von der Abteilung für Schlafstörungen und Störungen des zirkadianen Rhythmus am Brigham and Women’s Hospital. Redline ist zudem Professorin an der Harvard Medical School. „Das Studium der genetischen Grundlagen dieses Merkmals kann erklären, warum manche Menschen anfälliger für Schlafstörungen und die damit verbundenen Krankheitsbilder sind.“

Wenn wir schlafen, sinkt der Sauerstoffgehalt in unserem Blut aufgrund von Unterbrechungen der Atmung. Lungenerkrankungen und Schlafstörungen senken diese Werte in gefährlicher Weise weiter. Der Bereich dieser Niveaus während des Schlafes variiert jedoch stark zwischen einzelnen Menschen und wird, wie Forscher vermuten, stark von der Genetik beeinflusst. Trotz der Schlüsselrolle, die der Blutsauerstoffgehalt für die Gesundheit spielt, bleibt der Einfluss der Genetik auf ihre Variabilität unklar. Die aktuellen Erkenntnisse tragen zu einem besseren Verständnis bei, insbesondere, weil sich die Forscher mit Messungen des Sauerstoffgehaltes über Nacht befassten. Diese Werte unterliegen einer stärkeren Varianz als die Werte über Tag, da Atmungsstörungen im Schlaf zu hohen Belastungen führen.

Die Forscher analysierten ganze Genomsequenzdaten aus einem Projekt des National Heart, Lung, and Blood Institute (NHLBI), dem TOPMed Program (Trans-Omics for Precision Medicine). Um eine bessere Datenbasis zu erhalten, verwendeten sie Ergebnisse einer familienbasierten Verknüpfungsanalyse, einer Methode zur Kartierung von Genen, um die erblichen Merkmale an ihren Standort im Genom sichtbar zu machen. Die Methode verwendet Daten aus Familien, in denen mehrere Mitglieder von einer bestimmten Störung betroffen sind.

„Diese Studie unterstreicht den Vorteil der Verwendung von Familiendaten bei der Suche nach seltenen Varianten, der in genomweiten Assoziationsstudien häufig übersehen wird“, sagte James Kiley, Leiter der Abteilung für Lungenerkrankungen am NHLBI. „Es hat sich gezeigt, dass die Analyse der gesamten Genomsequenz anhand von Familienverknüpfungsdaten auch bei einer kleinen Stichprobe seltene Varianten identifizieren kann, die auf Krankheitsrisiken hinweisen. In diesem Fall wurde die erste Entdeckung bei weniger als 500 Stichproben gemacht.“

Die neu identifizierten 57 Varianten des DLC1-Gens waren eindeutig mit den Sauerstoffschwankungen im Schlaf assoziiert. Tatsächlich erklärten sie fast ein Prozent der Variabilität des Sauerstoffgehaltes bei Europäern, was für komplexe genetische Phänotypen oder Merkmale, die von unzähligen Varianten beeinflusst werden, relativ viel ist.

51 der 57 genetischen Varianten „beeinflussen und regulieren menschliche Lungenfibroblasten-Zellen, eine Art von Zelle, die Narbengewebe in der Lunge produziert“, berichtet Studienautor Xiaofeng Zhu von der Case Western Reserve University School of Medicine. Dies sei wichtig, da „die Mendelsche Randomisierungsanalyse, ein statistischer Ansatz zum Testen des Kausalzusammenhanges zwischen Exposition und Outcome, einen potenziellen Kausalzusammenhang zwischen der Veränderung der Fibroblastenzellen durch das DLC1-Gen und den Veränderungen des Sauerstoffgehaltes im Schlaf aufzeigt“.

Diese Beziehung, fügte Kiley hinzu, lasse vermuten, dass ein gemeinsamer molekularer Weg oder ein gemeinsamer Mechanismus die Anfälligkeit einer Person für Sauerstoffmangel beeinflusst, der durch schlafbezogene Atmungsstörungen und andere Lungenerkrankungen wie ein Emphysem verursacht wird.