Veränderungen an der Erbsubstanz, der DNA, sind jetzt viel leichter möglich als früher.

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Revolutionäres Verfahren
08/16/2016

Wie mit einer "Genschere" Krankheiten bekämpft werden

Babnbrechende Entdeckung: Die positiven und negativen Folgen sind noch nicht absehbar.

von Ernst Mauritz

Gavriel Rosenfeld aus London, 14, leidet an einer bösartigen Form von Muskelschwund: Der Muskeldystrophie vom Typ Duchenne. Ihm fehlt das für den Muskelstoffwechsel wichtige Eiweiß Dystrophin, ohne das die Muskelzellen zusammenbrechen. Viele Patienten sterben als junge Erwachsene. Ursache ist eine Verdopplung eines Abschnitts auf seinem Dystrophin-Gen. Der Kinderarzt und Genetiker Ronald Cohn in Toronto hofft, ihn eines Tages mit einer neuen "Genschere" behandeln zu können: Mit diesem Verfahren könnte gezielt die Verdopplung entfernt werden.

Am 17. August 2012 erschien im Magazin Science die Studie der französischen Mikrobiologin Emmanuelle Charpentier und der US-Biochemikerin Jennifer Doudna: Sie zeigten, dass mit der von ihnen entdeckten Methode (siehe Grafik unten) Eingriffe ins Erbgut so leicht wie noch nie durchgeführt werden können. "Manche Experten sind sogar der Ansicht, dass dieses Verfahren der Anfang des Endes von genetischen Krankheiten sein wird", sagt die Mikrobiologin Renée Schroeder von der Uni Wien.

Wie praktisch alle ihre Fachkollegen geht auch sie davon aus, dass die beiden Forscherinnen den Nobelpreis erhalten werden: "Ich hatte schon im Vorjahr damit gerechnet."

Noch im August soll in China eine Studie mit Lungenkrebspatienten starten, die auf keine Therapie mehr ansprechen: Ihnen werden aus dem Blut spezielle Abwehrzellen entnommen. Mit der Genschere Crispr/Cas-9 soll ein Gen ausgeschalten werden, das die Aktivierung der Abwehrzellen bremst. Die veränderten Zellen werden dann vermehrt und den Patienten zurückgeführt – die Abwehrzellen sollen dann viel aktiver den Tumor bekämpfen. "Die Methode ist zunächst für die Grundlagenforschung ein Durchbruch", sagt Schroeder. Will man im Labor die Funktion einzelner Gene bzw. Genabschnitte untersuchen, muss man sie verändern. "Das Herstellen solcher Variationen war bisher sehr aufwendig. Das geht jetzt viel einfacher."

Viele Anwendungen

Wie groß die Erfolge in der Medizin tatsächlich sein werden, für diese Beurteilung sei es zu früh: "Allerdings bin ich überzeugt davon, dass dieses Verfahren viele Anwendungen finden wird – etwa in der Krebstherapie."

In künftigen Studien müsse zum Beispiel noch die Genauigkeit der "Gen-Schere" untersucht werden: "Die Methode ist sehr effizient. Aber man muss achtgeben, dass die genetischen Veränderungen wirklich immer nur dort passieren, wo man das auch haben will – und nicht auch in anderen Genabschnitten."

Derzeit noch vorhandene Ungenauigkeiten der Methode werde man aber in Zukunft in den Griff bekommen.

Die neue Technik verspricht aber nicht nur große Chancen – sie hat auch Risiken. 2015 gab ein Forscherteam aus Guangzhou (China) bekannt, diese an nicht lebensfähigen Embryonen aus einer Klinik für künstliche Befruchtung angewandt zu haben (die Embryos wären niemals implantiert worden).

Umstrittener Eingriff

Die Embryos hatten einen Gendefekt, der verantwortlich für die Beta-Thalassämie ist: Eine Erkrankung der roten Blutkörperchen, bei der das Hämoglobin nicht ausreichend gebildet bzw. gesteigert abgebaut wird. Doch die Ergebnisse waren enttäuschend: Der Genaustausch per Crispr war nur bei einigen wenigen von insgesamt 54 untersuchten Embryonen erfolgreich. Abgesehen davon: Derartige Eingriffe in die Keimbahn – die dann von Generation zu Generation weitervererbt werden – sind ethisch umstritten.

"Und das Heilen von Krankheiten ist eine Sache", sagt Schroeder. "Aber man könnte auch Eigenschaften verändern – man könnte etwa sagen, ,ich will ein Kind mit besonders vielen Muskeln‘."

Noch sei das ein wenig Science-Fiction: "Und da bin ich auch dagegen. Aber die Keimbahntherapie ist nicht grundsätzlich abzulehnen – es müsste aber eine Diskussion darüber und genaue Regeln geben." Doch noch sei es dafür viel zu früh: "Und die Frage ist auch, ob man die Keimbahntherapie überhaupt brauchen wird. Denn es gibt viele andere Anwendungsmöglichkeiten."

"Eine echte Heilung"

Schroeder denkt etwa an die Entnahme von Stammzellen. Mithilfe von Crispr/Cas-9 werden im Labor krankheitsauslösende Genabschnitte entfernt und durch andere ersetzt. Anschließend werden die behandelten, gesunden Stammzellen dem Patienten injiziert – "eine echte Heilung", schreibt Schroeder in ihrem neuen Buch (siehe untenstehende Subgeschichte).

Faszinierend sei, dass die Forschungen von Charpentier und Doudna ein ganz anderes Ziel hatten: "Dann haben sie diesen Mechanismus entdeckt – in der Wissenschaft ist vieles Überraschung und nicht planbar."

Sehen Sie hier eine Infografik zur Wirkungsweise der Genschere:

Der Homo sapiens ist ein Ungustl

Sie haben immer schon wenig vorausgeplant? Recht haben Sie. Denn demnächst ist es sowieso aus mit uns: „In 500 Millionen Jahren wird die Temperatur auf der Erde wieder so heiß sein, dass alles Wasser zum Kochen kommen und die Erde praktisch biologisch sterilisiert sein wird“, schreibt die renommierte Mikrobiologin Univ.-Prof. Renée Schroeder (mit Co-Autorin Ursel Nendzig) in ihrem neuen Buch „Die Erfindung des Menschen“.

Und vielleicht geht alles sogar noch schneller: „Der Homo sapiens ist ein Ungustl“, erläutert Schroeder: „Der Homo sapiens ist ein aggressives, mörderisches Wesen, das wie keine andere Gattung mordet.“ Für die Mikrobiologin ist er „ein aufrecht gehendes Wesen mit großem Gehirn, das sich mit seinen überheblichen Mythen und Ideen über alle anderen Tiere und auch Menschen erhoben hat ... Wenn man die Taten ideologisch verblendeter Menschen betrachtet, wie sie andere abschlachten, kommt man tatsächlich zu diesem Schluss: Der Homo sapiens ist eine Fehlentwicklung.“ Und das könnte dazu führen, dass „er doch nicht so lange überleben wird, wie es die Natur ihm ermöglicht hätte“.

"Sind wir uns dessen bewusst?"

Doch Schroeders Ausblick ist nicht nur negativ: „Jetzt, im 21. Jahrhundert, haben wir die Werkzeuge in der Hand, um uns tatsächlich nachhaltig neu zu erfinden – und zu gestalten. Die Frage ist nur: Sind wir uns dessen bewusst? Wissen wir, was wir tun?“ Eines ist für Schroeder auch klar: „Wir müssen uns selbst darum kümmern, dass die Menschheit überlebt. Das wird niemand sonst für uns tun.“ Der Mensch müsse „wirklich weise werden“ und seine „zerstörerischen Kräfte in den Griff“ bekommen.

Renée Schroeder/ Ursel Nendzig:
„Die Erfindung des Menschen – Wie wir die Evolution überlisten“,
Residenz Verlag, 224 Seiten, 22 Euro