7 spannende Entwicklungen mit der Crispr-Technologie

Die als eine der wichtigsten Entdeckungen des Jahrhunderts geltende Gentechnologie CRISPR/CAS9 ist sehr vielversprechend, weil sie unmittelbar auf die Ursachen der Entstehung von Krankheiten abzielt. Viele Länder weltweit versuchen, mit Geneditierungsmethoden der neuen Generation – deren auffälligste crispr ist – Heilmittel gegen Krankheiten zu finden. Sehen wir uns diese spannenden Entwicklungen an.

1. HIV-Viren mit Crispr aus Zellen entfernen

HIV ist ein Virus, das AIDS verursacht. Es infiziert Immunzellen und führt zugleich auch in anderen Zellen zu Mutationen. Sobald HIV in den Körper gelangt, beginnt es rasch zu mutieren, und Medikamentenresistenz entwickelt sich. Die größte Schwierigkeit bei der AIDS-Behandlung ist die Entstehung von Medikamentenresistenz.

In einer im Mai 2017 in Molecular Therapy veröffentlichten Studie gelang es Forschenden mit der Technik CRISPR/CAS9, die Virus-DNA aus Zellen zu entfernen. Die Studie, die an 3 unterschiedlichen Tiermodellen erprobt wurde, erzielte hohe Erfolgsraten. Klinische Studien am Menschen sollen in naher Zukunft beginnen.

2. Sehverlust mit Crispr beheben

„Leber congenital amaurois“, eine seltene genetische Erkrankung, die insbesondere im Kindesalter auftritt, verursacht Sehverlust. Bei diesem Syndrom sind 14 Gene geschädigt, die für ein gesundes Auge verantwortlich sind.

Die Universitäten Cambridge und Massachusetts versuchen, diese Erkrankung mithilfe der Technik CRISPR/CAS9 zu beseitigen. Aufgrund erfolgreicher präklinischer Studien ist für Ende 2017 der Beginn von klinischen Studien am Menschen geplant.

3. Malariabehandlung mit Crispr

Malaria ist eine lebensbedrohliche, durch Parasiten verbreitete Erkrankung. Sie wird gewöhnlich durch den Stich einer mit dem Parasiten infizierten weiblichen Stechmücke übertragen. Nach der Übertragung auf den Menschen siedeln sich die Parasiten in der Leber an, vermehren sich und beginnen anschließend, rote Blutkörperchen zu zerstören. Nach den 2015 von der Weltgesundheitsorganisation veröffentlichten Statistiken traten innerhalb eines Jahres 212 Millionen Malariafälle auf, und 428.000 Menschen starben.

Forschende am Imperial College London versuchen, mit CRISPR/CAS9 die Population malariaübertragender Mücken zu verringern. Sie konzentrieren sich im Wesentlichen auf 2 Methoden: erstens männliche Mücken genetisch so zu verändern, dass sie mehr männliche Nachkommen erzeugen, und zweitens die Fortpflanzungsfähigkeit weiblicher Mücken zu verringern. Den Forschenden gelang die Entdeckung von 3 Genen, die die Fortpflanzungskapazität weiblicher Mücken bestimmen. Mit CRISPR/CAS9 wird versucht, diese Gene gezielt anzugreifen.

4. Mit Crispr bereits im Embryonalstadium gegen Krankheiten eingreifen

Dank des technischen Fortschritts können CRISPR-Experimente inzwischen innerhalb weniger Wochen durchgeführt werden. Der rasche Beginn der Anwendung in Studien am Menschen hat auch Bedenken hinsichtlich CRISPRmit sich gebracht. Einer der vielleicht kritischsten Punkte ist die Möglichkeit, Gene in „menschlichen Embryonen“ zu verändern.

In einer Erklärung der amerikanischen Nationalen Akademien für Wissenschaft, Ingenieurwesen und Medizin vom Februar 2017 wurde betont, dass Geneditierung beim Menschen nur unter bestimmten Bedingungen angemessen sei. Zugleich wurde erklärt, dass die genetische Veränderung von Spermien, Eizellen und Embryonalzellen nur akzeptabel sei, wenn sie zur Behandlung von Krankheiten eingesetzt werde.

Während in Amerika keine Forschung an menschlichen Embryonen mit CRISPR/CAS9 durchgeführt wurde, gelang es Forschenden in China, mithilfe von CRISPR und Cas9 „neue Gene in menschliche Embryonen einzufügen und krankheitsverursachende Gene zu entfernen“. Die Studie wurde im März 2017 in Molecular Genetics and Genomicsveröffentlicht. Die genetisch veränderten Embryonen wurden nicht in Menschen übertragen.

5. Krebsbehandlung mit Crispr

Wir wissen, dass „Gen“-Schäden die Grundlage von Krebs bilden. Man geht davon aus, dass die Gentechnologie CRISPR/CAS9 eine sehr wirksame Krebsbehandlung ermöglichen könnte. Die weltweit ersten klinischen Studien zu crispr begannen bei Krebserkrankungen. Für die Anwendung von Crispr in der Krebsbehandlung stehen zwei Ansätze im Vordergrund.

1. Krebsverursachende Genmutationen korrigieren und die Erkrankung beseitigen
2. Immunzellen verändern, damit sie Krebszellen wirksamer angreifen.

Studien zu CRISPR/CAS9 in der Krebsbehandlung konzentrieren sich überwiegend auf China. Der Grund sind die etwas flexibleren gesetzlichen Grenzen für Geneditierung. Aber auch in anderen Ländern der Welt haben die Studien an Tempo gewonnen. In unserem früheren Beitrag zu diesem Thema haben wir bereits erwähnt, dass die ersten klinischen Studien zum Einsatz von cripr/cas9 in der Krebsbehandlung begonnen haben. Die erste davon startete im Oktober 2016 und wurde an Lungenkrebs patienten erprobt. In dieser Studie werden den Patienten entnommene Immunzellen mit CRISPR/CAS9 verändert, damit sie Krebszellen wirksamer angreifen. Die zweite klinische Studie begann im April 2017 ; für Nasopharynx-, Magen- und Lymphkrebs im 4. Stadium wurden 20 Patienten aufgenommen. Darüber hinaus wurden mehr als 20 klinische Studien zur Technik CRISPR/Cas9 bei unterschiedlichen Krebsarten wie Brustkrebs und Gebärmutterhalskrebs (Zervixkarzinom) begonnen.

Zugleich begann in den USA eine weitere klinische Studie mit 18 Patienten mit unterschiedlichen Krebsarten.

Eine weitere spannende Entwicklung betrifft mit HPV (Human Papilloma Virus) verbundene Krebsarten, wobei HPV die Hauptursache für Gebärmutterhalskrebs ist. Die Forschenden entwickelten ein Gel mit dem System CRISPR/CAS9 und wendeten es an der Zervix (dem Gebärmutterhals) an. Ohne normale Zellen zu schädigen, wurde die Virus-DNA in HPV-infizierten Zellen erfolgreich beseitigt. Dadurch wurde verhindert, dass diese Zellen krebsartig werden. Klinische Studien der 1. Phase am Menschen haben begonnen; derzeit werden Teilnehmende aufgenommen.

6. Multiresistente bakterielle Infektionen mit Crispr behandeln

Zu den größten Problemen in Krankenhäusern gehören resistente Bakterien. Insbesondere die Bakterienart „Clostridium difficile“ verursacht tödliche Infektionen.

Forschende versuchen, mit CRISPR/CAS9 gezielt „Superbakterien“ anzugreifen. Dazu soll eine in Entwicklung befindliche CRISPR-Pille das Bakterium dazu bringen, sich selbst zu zerstören. Mit CRISPR wird eine entworfene genetische Botschaft an das Bakterium gesendet; durch diese Botschaft erzeugt es Schnitte in seiner eigenen DNA und wird beseitigt. Diese Methode wird noch in präklinischen Studien erprobt. Es wird angenommen, dass sie künftig Antibiotika ersetzen wird.

7. crispr in der Schmerzbehandlung

Obwohl chronischer Schmerz keine genetische Grundlage hat, wird die Schmerzbehandlung mit CRISPR/CAS9 erforscht. Unter normalen Bedingungen ist Inflammation das Signal des körpereigenen Immunsystems: „Repariere geschädigtes Gewebe“. Bei chronischer Entzündung geschieht jedoch genau das Gegenteil: Gewebe wird geschädigt, und starke Schmerzen entstehen.

Im März 2017 gelang es Forschenden der Universität Utah mit CRISPR/CAS9, Zellen zu hemmen, die chronische Entzündungen verursachen. Obwohl sich dies noch im präklinischen Stadium befindet, ist dieser Erfolg sehr vielversprechend. Insbesondere könnten nach Operationen auftretende Gewebeveränderungen (abnorme Narben) verzögert werden. Durch beschleunigte Wundheilung könnten Operationen zur Korrektur fehlerhaften Gewebes verringert werden.