Gentherapie: Gen-Scheren gegen AIDS und Blutkrebs

     

Gen-Scheren sollen die Präzision von Gentherapien erhöhen. Erste Versuche mit Patienten, die an HIV oder Blutkrebs litten, verliefen ermutigend.

Gentherapien sollen einspringen, wenn die konventionelle Medizin mit ihren Möglichkeiten am Ende ist. Viele Studien bei Erbkrankheiten verliefen erfolgreich, und 2015 wurde die erste Gentherapie in Europa zugelassen. Weitere könnten bald folgen. Doch noch fehlt den Therapien die Genauigkeit, und unbeabsichtigte Schäden am Erbgut bleiben eine ernste Gefahr.

Gen-Scheren gegen HIV

Sogenannte Gen-Scheren versprechen hier Abhilfe: Sie verändern das Erbgut so präzise und zielgenau, dass die Gefahr auf ein Minimum reduziert wird. Zudem bieten sie erstmals die Möglichkeiten, geschädigte Gene direkt zu reparieren (bislang wurden die Defekte nur notdürftig kaschiert). Und seit kurzem können Forscher auch noch zwischen drei verschiedenen Varianten von Gen-Scheren wählen - es herrscht fast schon Euphorie auf diesem Gebiet.

Kein Eintritt für HIV

Konkrete Ergebnisse sind allerdings noch rar gesät: Die Entwicklung der Gen-Scheren liegt erst wenige Jahre zurück, und deren Einsatz in der Medizin steckt noch in den Kinderschuhen. Bislang wurde kaum mehr als ein Dutzend Patienten behandelt, und keiner von ihnen litt an einer Erbkrankheiten.

Tatsächlich was das erste Ziel eine Infektionskrankheit - AIDS. Mit einer Gen-Schere namens ZFN zerschnitten Forscher eine Eintrittspforte für den HI-Virus, den Rezeptor CCR5, und schützen Immunzellen so vor einer Infektion1. Der Ablauf ist kompliziert: Ärzte isolieren bestimmte Immunzellen aus dem Patienten, verändern sie im Labor, und geben sie dann in den Körper zurück. Bei den ersten 12 Patienten konnten die veränderten Zellen das Immunsystem stärken und das HI-Virus zurückdrängen. Doch noch ist unklar, ob dieser Effekt von Dauer sein wird.

Komplizierte Therapie von Blutkrebs

Auch eine zweite Variante von Gen-Scheren kam bereits zum Einsatz - die TALEN. Ähnlich wie bei den AIDS-Patienten wurde hier eine Gentherapie mit einer Zelltherapie kombiniert. Bislang gab es nur einen einzigen Patienten: Ein todkrankes Baby, das an Leukämie zu sterben drohte, und dem keine Therapie mehr helfen konnte.

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Die letzte Rettung für das 11-Monate alte Mädchen war eine neue Form der Krebstherapie, die CAR-T-Zellen2. Der kleine Patient war aber bereits sehr schwach, so dass nur CAR-T-Zellen von einem fremden Spender in Frage kamen. Bei fremden CAR-T-Zellen bestand jedoch die Gefahr, dass sie auch den Körper des Mädchen angreifen. Zudem sollte zusätzlich eine weitere Krebstherapie erfolgen, die sich nur schwer mit der Gabe von CAR-T-Zellen vereinbaren ließ.

Forscher nutzten die Gen-Schere TALEN, um beide Probleme zu lösen. Sie veränderten das Erbgut der CAR-T-Zellen und schalteten zwei Gene für Rezeptoren ab, die bei den Unverträglichkeiten eine zentrale Rolle spielten. Die komplizierte Mischung aus Gen- und Zelltherapie erwies sich erfolgreich: Sie hat dem Kind über eine schwere Krise geholfen, bis es kräftig genug war, um eine konventionelle Knochenmarktransplantation zu erhalten.

Hämophilie als nächstes Ziel

Bislang waren Gen-Scheren nur außerhalb des Körpers im Einsatz: Die Behandlung der menschlichen Zellen erfolgte in der Petrischale unter den kontrollierten Bedingungen eines Labors. Die US-amerikanische Firma Sangamo plant den nächsten Schritt - im Jahr 2016 sollen ZFN-Gen-Scheren erstmals im Körper eines Menschen aktiv werden. Dabei handelt es sich um Patienten mit der Erbkrankheit Hämophilie B, die durch eine Mutation im Gen für der Gerinnungsfaktor IX ausgelöst wird. Die Patienten leiden daher häufig an schweren Blutungen.

Die US-Firma will eine korrekte Kopie des Faktor-IX-Gens in einen viralen Vektor verpacken, der das Gen und die Gen-Schere in den Körper transportiert. Die ZFN-Gen-Schere sorgt dann dafür, dass das korrekte Gen in eine definierte Stelle im Genom eingesetzt wird. Auf die Ergebnisse wird man aber warten müssen: Selbst im besten Fall wird die Studie erst in einigen Jahren abgeschlossen sein.

Viel Geld für CRISPR

CRISPR (korrekt eigentlich CRISPR-Cas9) ist das jüngste Mitglied aus der Familie der Gen-Scheren - erzielt aber mit Abstand die meiste Aufmerksamkeit. So ist auch die Hoffnung groß, dass sich CRISPR auch für Anwendungen in der Medizin eignet.

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Zwei Therapien mit CAR-T-Zellen zugelassen, Erfolg bei Parkinson und eine Gentherapie über die Haut...

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Einer der Vorreiter ist die US-amerikanische Firma Editas, die von Pionieren der CRISPR-Technologie gegründet wurde. Editas will sich auf Gentherapien fokussieren, und hat dafür so prominente Unterstützer wie Bill Gates, Gründer der IT-Firma Microsoft, gewonnen3. Obwohl Geld also reichlich vorhanden scheint, ist es für vorzeigbare Ergebnisse noch deutlich zu früh. Bislang existieren nur Pläne: Eine erbliche Form der Erblindung, die Lebersche Kongenitale Amaurose vom Typ 10, soll eines der ersten Ziele werden.

Doch nicht nur CRISPR, auch die die ZFN- und TALEN-Gen-Scheren stehen noch vor riesigen Herausforderungen. So müssen die Gen-Scheren meist in Milliarden von Körperzellen aktiv werden, damit eine Behandlung wirksam werden kann. Und obwohl die Gen-Scheren bereits sehr verlässlich arbeiten, könnten selbst kleinste Fehler dem Erbgut schweren Schaden zufügen. Die heutigen Methoden genügen diesen Ansprüchen nur selten - auf die Forscher wartet also noch sehr viel Arbeit.

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1 Tebas et al., Gene Editing of CCR5 in Autologous CD4 T Cells of Persons Infected with HIV, New England Journal of Medicine 2014 (link)
2 J. Couzin-Frankel, Baby’s leukemia recedes after novel cell therapy, Science 2015 (link)
3 M. Herper, Bill Gates And 13 Other Investors Po $120 Million Into Revolutionary Gene-Editing Startup, Forbes 2015 (link)

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Gen-Scheren gegen HIV

Gen-Scheren verändern das Erbgut von Immun­zellen und schützen sie vor einer Infektion mit dem HI-Virus.

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Kurz und knapp 

  • Gen-Scheren verändern das Erbgut zielgenau und präzise
  • erste experimentelle Gentherapien testen Gen-Scheren am Menschen
  • Immunzellen wurden mit Hilfe von Gen-Scheren vor einer HIV-Infektion geschützt
  • Gen-Scheren passten eine Krebstherapie für ein kleines Mädchen an
  • demnächst sollen erste Tests bei der Erbkrankheit Hämophilie B folgen