Klinische und Laboruntersuchung von Menschen mit informativen Eisen- oder Erythroid-Phänotypen

Studien an Eisen- und Erythrozytenzellen haben grundlegende Einblicke in Struktur-Funktions-Beziehungen von Proteinen, Energiestoffwechsel und die molekularen Grundlagen vieler Krankheiten geliefert. Aufgrund der Bedeutung von Eisen für die Hämoglobinproduktion sind die Regulation der Erythropoese und des Eisenstoffwechsels eng miteinander verknüpft, und die Eisenmangelanämie bleibt eine der häufigsten Erkrankungen weltweit. Die Entdeckung des Sichelhämoglobins mit einer anormalen elektrophoretischen Mobilität markierte den Beginn der Ära der Molekularmedizin. Das Aufkommen der rekombinanten DNA-Technologie und der Sequenzierungsmethoden führte zur Charakterisierung von Erythroidzellen, die weit über die auf Proteinen basierenden Studien hinausging, um die Genstruktur und -expression einzubeziehen. Insbesondere die Globin-Genforschung hat eine Fülle von Informationen über die Expression, Regulierung und Isolierung von Säugetiergenen geliefert. In jüngerer Zeit haben Studien zur Eisenabsorption und zum Transport neue Wege der Forschung eröffnet, die auf Wachstum und Energiehomöostase abzielen. Genombasierte Ansätze wurden auch für die Entdeckung direkter Beziehungen zwischen der Erythrozytenzellbiologie und der Eisenhomöostase verwendet. Daher gibt es starke Beweise dafür, dass grundlegende klinische Fortschritte auf dem Gebiet der Eisen- und Erythroidbiologie auf der sorgfältigen Untersuchung von Menschen mit informativen Phänotypen beruhen. Die klinisch basierte Korrelation von Genotyp und Phänotyp ist ein bewährter, systematischer Ansatz zum Verständnis der molekularen Grundlagen von Krankheiten.

Mit dem Abschluss der Sequenzierung des menschlichen Genoms ist nun eine vollständigere, genetisch basierte Beschreibung von Krankheiten möglich. Bemühungen, die auf eine Haplotyp-Kartierung abzielen, werden die Genotyp-Phänotyp-Korrelation direkt aus klinischen Proben weiter verbessern. Unter Verwendung normaler menschlicher erythroider Zellen wurden in dieser Hinsicht bereits beträchtliche Fortschritte gemacht. Im Gegensatz zu klassischen Studien mit einzelnen Genen oder Proteinen ermöglichen Computerbiologie und Hochdurchsatztechnologien die Analyse komplexer erythroider Phänotypen, einschließlich solcher mit verwandten Eisenpathologien. Diese Informationen sind von unschätzbarem Wert für das Verständnis der molekularen Mechanismen, die bei Krankheitszuständen verändert werden.

Das unmittelbare Ziel dieses Protokolls ist es, phänotypische Analysen bei Menschen mit informativen Eisen- oder erythroiden Phänotypen durchzuführen. Es wird erwartet, dass diese Studien zu einer detaillierten klinischen Phänotypisierung und der Sammlung und Einlagerung klinischer Proben für weitere Studien führen werden. Darüber hinaus prognostizieren wir ein anhaltendes Wachstum neuer Technologien, die schließlich für die molekulare und genetische Phänotypisierung klinischer Proben verwendet werden können (Beispiele sind Oligonukleotid-Chips und Hochdurchsatz-Massenspektroskopie). Basierend auf dieser Vorhersage planen wir, die hier gesammelten Proben zu verwenden, um mögliche klinische Anwendungen dieser Technologien zu bewerten, sobald sie verfügbar sind. Das letztendliche Ziel ist die Entdeckung von Identifikatoren, die die Pathogenese, den Schweregrad oder das klinische Ansprechen der Krankheit auf einen Eingriff vorhersagen können.