Neandertaler-Gene und ihre klinische Relevanz

Neandertaler-Gene beeinflussen das COVID-19-Risiko, den Abbau von Warfarin und Ibuprofen sowie das Schmerzempfinden. Nobelpreisträger Svante Pääbo erläuterte auf der KoPra in Leipzig, was das archaische Erbe für die Medizin bedeutet.

Die Entdeckung einer neuen Art

Der anatomisch moderne Mensch Homo sapiens tauchte vor etwa 300.000 Jahren zum ersten Mal in Afrika auf. Vor etwa 400.000 bis 30.000 Jahren besiedelten unsere engsten bekannten Verwandten, die Neandertaler, Europa und Westasien. Vor etwa 70.000 Jahren wanderten Gruppen des Homo sapiens von Afrika in den Nahen Osten und breiteten sich von dort über den Rest der Welt aus. Homo sapiens und Neandertaler lebten also in weiten Teilen Eurasiens Zehntausende von Jahren nebeneinander.

Die Vorfahren des modernen Menschen trennten sich vor etwa 600.000 Jahren von den Vorfahren der Neandertaler und Denisovaner. 2010 entdeckten Pääbo und sein Leipziger Team einen bisher unbekannten menschlichen Urahn, den Denisova-Menschen. Grundlage dafür war die Analyse der DNA-Sequenz aus einem Fingerknochen, der in der russischen Denisova-Höhle gefunden worden war. Der Denisova-Mensch ist eng verwandt mit dem Neandertaler und steht dem modernen Menschen (Homo sapiens) nahe, ist allerdings genetisch von beiden Arten zu unterscheiden. Die Bekanntgabe der Ergebnisse erregte weltweites Aufsehen – das Fossil wurde als Beleg für eine bis dahin unbekannte, den Neandertalern und den anatomisch modernen Menschen nahestehende Population der Gattung Homo interpretiert.

Vermischung von Neandertalern und Homo sapiens 

1996 war Pääbo die Entschlüsselung der ersten DNA-Sequenzen eines Neandertalers gelungen. Eine große technische Herausforderung, denn mit der Zeit wird die DNA chemisch verändert und zerfällt in kurze Fragmente. Nach Tausenden von Jahren sind nur noch DNA-Spuren übrig, und dieser Rest ist massiv mit DNA von Bakterien und heutigen Menschen kontaminiert. Pääbos Forschungsteam nutzte neue technische Entwicklungen, die die DNA-Sequenzierung hocheffizient machen. 2010 konnte Pääbo schließlich die erste Neandertaler-Genomsequenz veröffentlichen. Seine Forschungen belegen, dass sich Neandertaler und Homo sapiens vor rund 47.000 Jahren miteinander vermischt haben. Als Folge lassen sich heute 1-3 % des Genoms von Menschen mit Wurzeln außerhalb Afrikas auf den Neandertaler zurückführen. „Die Neandertaler sind nicht ausgestorben – sie leben in vielen von uns weiter“, sagt Pääbo.

Risiko für schweren COVID-19-Verlauf

Wie der Neandertaler in uns weiterlebt, erläuterte Pääbo an einigen Beispielen. So beeinflussen Neandertaler-Gene unsere Immunantwort auf verschiedene Infektionen – auch auf COVID-19 und HIV. Eine genetische Assoziationsstudie von Pääbo und Zeberg aus dem Jahr 2020 (doi: 10.1038/s41586-020-2818-3) identifizierte ein Gencluster auf Chromosom 3 als Risikolokus für Atemversagen nach COVID-19-Infektion. Eine separate Studie mit 3.199 hospitalisierten Patienten mit COVID-19 und Kontrollpersonen zeigte, dass dieses Cluster der wichtigste genetische Risikofaktor für schwere Symptome nach einer SARS-CoV-2-Infektion und einem Krankenhausaufenthalt ist. Pääbo und Zeberg konnten zeigen, dass das Risiko durch ein etwa 50 Kilobasen großes Genom-Segment verursacht wird, das von Neandertalern vererbt wurde und bei etwa 50 % der Menschen in Südasien und etwa 16 % der Menschen in Europa vorkommt. In einer weiteren Studie konnte Zeberg 2022 (doi: 10.1073/pnas.2116435119) zeigen, dass der genetische Risikofaktor für einen schweren COVID-19-Verlauf mit einem um 26 % geringeren Risiko verknüpft ist, sich mit HIV zu infizieren. Der klassische Fall eines zweischneidigen Schwertes, kommentiert Pääbo das Ergebnis.

Neandertaler-Gen-Träger und Warfarin

Genetische Variationen in Genen, die Cytochrom-P450-Enzyme kodieren, beeinflussen den Metabolismus von Arzneimitteln und endogenen Verbindungen. Der Lokus, der die Cytochrom-Gene CYP2C8 und CYP2C9 auf Chromosom 10 enthält, weist ein Linkage-Ungleichgewicht zwischen den Allelen CYP2C8*3 und CYP2C9*2 auf und bildet einen Haplotyp von ~300 Kilobasen. Dass der klinisch relevante Haplotyp CYP2C8*3 und CYP2C9*2 von Neandertalern vererbt wird, konnten Pääbo und Kollegen in einer Studie 2022 (doi: 10.1038/s41397-022-00284-6) zeigen. Der Haplotyp ist mit einem veränderten Metabolismus mehrerer Medikamente verbunden – insbesondere mit einem verlangsamten Abbau von Warfarin und Phenytoin (einem Antiepileptikum). Dies kann bei sonst therapeutischen Dosen zu toxischen Wirkungen führen. „Wer diesen von Neandertalern vererbten Haplotyp trägt, darf bei Warfarin nur geringere Dosen erhalten, sonst entstehen schwere Blutungen“, erklärt Pääbo.

Neandertaler-Varianten und Schmerzempfinden

Die Neandertaler-Variante CYP2C8*3 beeinflusst auch die Metabolisierung von Ibuprofen. „Ist man Neandertal-Gen-Träger und nimmt Ibuprofen gegen Schmerzen, hat man einen deutlich besseren Effekt, denn der Träger baut das Medikament langsamer ab, man hat also eine längere Halbwertszeit“, erklärt Pääbo.

Menschen, die den Ionenkanal Nav 1.7 von Neandertalern geerbt haben, empfinden mehr Schmerzen, das konnte die Arbeitsgruppe von Pääbo 2020 (doi: 10.1016/j.cub.2020.06.045) zeigen. Ein solcher Ionenkanal spielt eine Schlüsselrolle beim Auslö­sen eines elektrischen Schmerzimpulses, der an das Gehirn gesendet wird. Die Neandertalervariante des Ionenkanals weist drei Amino­säureunterschiede (M932L, V991L und D1908G) zur üblichen „modernen“ Variante auf. Wie viel Schmerz Menschen empfinden, ist vor allem von ihrem Alter abhängig, erklärt Pääbo. Menschen mit der Neandertaler-Variante des Ionenkanals empfinden mehr Schmerzen – in etwa so, als wären sie 8 Jahre älter. Die entsprechende Genvariante erbten demnach insbeson­dere Menschen aus Mittel- und Südamerika, aber auch aus Europa.

Quelle:
  1. Dermatologie kompakt + praxisnah (KoPra), 26. – 28. Februar 2026, Congress Center Leipzig. Sitzung: Of Neandertals, Denisovans and Modern Human. 27. Februar 2026. https://www.derma-tagungen.de/