Mit CRISPR könnte das Herzkrankheitsrisiko lange im Voraus bestimmt werden

In unserem Genom unsere Krankheitsanfälligkeit bestimmende Genvarianten (genetische Veränderungen) kommen zahlreich vor. Ihr unmittelbarer Zusammenhang mit Krankheiten ist vielfach noch nicht geklärt. Ihre Wirkung beruht also weiterhin auf Schätzungen. Eine sehr wichtige Untersuchung, die dies ändern könnte, wurde jedoch mithilfe der zur Geneditierung verwendeten CRISPR-Gentechnologie durchgeführt. Nach einer im Juni 2018 in „Circulation“veröffentlichten Studie wurde erstmals CRISPR mit Stammzell -Technologie kombiniert, um die Rolle einer Genvariante für die Erhöhung des Herzkrankheitsrisikos zu untersuchen. Diese Arbeit könnte Entwicklungen voranbringen, die die Präzisionsmedizinrevolutionieren.

Die DNA von 54 gesunden Menschen ohne Herzerkrankung wurde mittels Next-Generation-Sequenzierung analysiert und Gene im Zusammenhang mit hypertropher Kardiomyopathie untersucht. Diese als krankhafte Herzvergrößerung bekannte hypertrophe Kardiomyopathieentsteht durch eine krankhafte Verdickung des Herzmuskels. Sie ist eine der häufigsten erblichen Herzerkrankungen. Sie ist für plötzliche Herzinfarkte bei jungen Menschen, besonders jungen Sportlern, verantwortlich.

Bei den untersuchten 54 Personen wurden 592 Genvarianten (genetische Veränderungen) gefunden. Davon wurden 78 Prozent als gutartig (harmlos) eingestuft. Bei 17 Patienten fanden sich als „wahrscheinlich pathogen (schädlich)“ eingestufte Varianten.

Bei einem Teilnehmer entdeckten die Forscher im MYL3-Geneine mit hypertropher Kardiomyopathie verbundene Variante. Diese MYL3-Variante war auch bei anderen Familienmitgliedern vorhanden. Bei ihnen traten jedoch weder unregelmäßiger Herzschlag noch vergrößertes Herzmuskelgewebe auf.

Die Forscher entnahmen Blutzellen des Teilnehmers und wandelten sie in induzierte (angeregte) pluripotente Stammzellen um. Dies sind Zellen, die genetisch erneut zu embryonalen Stammzellen programmiert wurden. Gewöhnlich können sie sich in verschiedene Zelltypen des Körpers verwandeln. Mit der CRISPR-Geneditierungstechnik wurde die MYL3-Variante in diesen Zellen rezessiv. Anschließend wurden die Stammzellen in Herzmuskelzellen umgewandelt, um zu analysieren, ob die Variante dort pathogen oder harmlos war.

Die Analysen ergaben, dass die Variante des Teilnehmers gutartig (harmlos) war. Zusätzlich wurde geprüft, ob die CRISPR-editierten Herzzellen unerwünschte Mutationen entwickelt hatten. Es wurden keine Mutationen außerhalb des Zielbereichs festgestellt.

Was bedeutet diese Studie nun für uns?

• Dies ist ein wichtiger Fortschritt der Präzisions-/personalisierten Medizin. Die Technik könnte bestimmen, welche Gesundheitsprobleme Varianten unklarer klinischer Bedeutung in Gentests verursachen können. Statt lange auf das mögliche Auftreten einer Krankheit zu warten, lässt sich damit im Voraus abschätzen, ob eine Variante gefährlich ist.
• In dieser Studie wurde die als eine der wichtigsten Jahrhundertentdeckungen geltende CRISPR-Technologie eingesetzt. Entgegen den Bedenken wurden bei den durch CRISPR genetisch veränderten Zellen keine Mutationen außerhalb des Zielbereichs beobachtet. CRISPR wird täglich sicherer und wirksamer.
• Es muss betont werden, dass diese Untersuchung an einem einzigen Patienten durchgeführt wurde. Die Anzucht der Stammzellen und die erforderlichen Analysen dauerten 6 Monate. Die Technik muss mit mehr Teilnehmern bestätigt werden.
• Die Genetik erlebt in der modernen Medizin ein goldenes Zeitalter. Im vergangenen Jahr wurde in Natureeine Studie veröffentlicht, in der eine Mutation im Zusammenhang mit erblichen Herzerkrankungen mithilfe von CRISPR in menschlichen Embryonen korrigiert wurde. CRISPR wird eines der wichtigsten Werkzeuge der Präzisionsmedizin sein.