Genfähren: Viren ermöglichen die Gentherapie

Ärzte nutzen veränderte Viren als Fähren, um fehlerfreie Gene in den Körper einzuschleusen.

6. Februar 2026

Virale Vektoren für die Gentherapie

Die Gentherapie hat sich ein ehrgeiziges Ziel gesteckt: Ein Eingriff ins Erbgut soll schwere Krankheiten heilen. Doch wie verändert man die Erbinformation einer lebenden Zelle? In den 1980er Jahren entwickelten Forscher das passende Werkzeug: Viren transportieren funktionsfähige Gene in die Körperzellen.

Diese Genfähren müssen sicher und wirksam zugleich sein. Als Grundlagen für deren Entwicklung haben sich vor allem vier Arten von Viren durchgesetzt. Herpesviren und Adeno-assoziierte Viren (AAV) eignen sich besonders für die eine Anwendung direkt im Körper. Gammaretroviren und Lentiviren hingegen werden häufig für Stammzellen verwendet, die im Labor verändert werden1,2.

Welche Eigenschaften sollte eine Genfähre haben?

Risiken: Entzündungen und Krebs

Die oben genannten Viren lösen normalerweise Krankheiten aus, darunter so gefährliche wie Krebs und AIDS. Um sie dennoch für die Medizin nutzbar zu machen, haben Forscher so viele Krankheitsgene wie möglich aus deren Erbgut entfernt. Was übrig bleibt, ist ein weitgehend leeres und harmloses Transport-Vehikel. Diese Genfähren werden in der Fachsprache „viraler Vektor“ genannt.

Doch obwohl die Krankheitsgene fehlen, ist der Einsatz dieser Vektoren nicht ganz ungefährlich. Das menschliche Immunsystem kann sie immer noch für einen gefährlichen Virus halten und Abwehrmaßnahmen einleiten. Die Folge können schwere, mitunter lebensbedrohliche Entzündungsreaktionen sein. Gefährlich wird es auch, wenn Genfähren das Erbgut schädigen: Das Krebsrisiko ist dann deutlich erhöht.

Wirksamkeit: Eindringen und Überdauern im Körper

Genfähren müssen die Fähigkeit besitzen, leicht in menschliche Zellen einzudringen. Denn die Wirkung der Gentherapie hängt davon ab, dass ein betroffenes Organ möglichst vollständig mit funktionsfähigen Genen ausgestattet wird. Dabei weisen viele Genfähren Vorlieben auf: Sie dringen besonders gut in bestimmte Gewebe ein oder bevorzugen Zellen mit besonderen Eigenschaften.

Die eingeschleusten Gene sollten auch möglichst lange aktiv bleiben. Am besten gelingt dies, wenn sich die Genfähren direkt in das Erbgut einbauen. Alternativ können sie auch stabile Strukturen bilden, die im Zellkern überdauern. Im optimalen Fall bleiben die Gene unbegrenzt erhalten. Dann muss eine Gentherapie nur einmal verabreicht werden, um eine lebenslange Wirkung zu erzielen.

Worin unterscheiden sich die verschiedenen Genfähren?

Etwa ein halbes Dutzend unterschiedlicher Genfähren werden in der Medizin eingesetzt oder getestet. Ärzte können so je nach Krankheit entscheiden, welche Genfähre für ihre Zwecke am besten geeignet ist. In die Entscheidung fließen folgende Faktoren mit ein:

• Art des Organs: Manche Viren eignen sich gut für die Behandlung der Leber, andere für Blutstammzellen.
• Größe des Gens: Die Transportkapazität der Genfähren ist begrenzt. Manche Gene sind so groß, dass sie mit bestimmten Genfähren nicht transportiert werden können.
• Risiken für das Erbgut: Manche Genfähren können das Erbgut schädigen, ihre Wirkung kann dafür aber lebenslang anhalten.
• Mögliche Nebenwirkungen: Manche Viren können schwere Entzündungsreaktionen auslösen, vor allem in hoher Dosierung.
• Art der Anwendung: Manche Therapien müssen direkt im Körper erfolgen, bei anderen genügt eine Veränderung von Zellen im Labor.

Genfähren basierend auf Adeno-assoziierten Viren

Was sind Adeno-assoziierte Viren?

Das Erbgut von Adeno-assoziierten Viren (AAVs) besteht aus einem einzelnen Strang mit etwa 4 700 DNA-Basen. Es handelt sich um relativ kleine Viren, die sich nicht selbständig vervielfältigen können. Für die Vermehrung sind sie auf eine Co-Infektion mit Adeno- oder Herpesviren angewiesen. AAVs lösen keine bekannte Krankheit beim Menschen aus.

Es gibt mindestens 13 verschiedene Arten von AAVs, die in unterschiedliche menschliche Gewebe eindringen können. Besonders erfolgreich gelingt die Infektion von Leber- und Nervenzellen. Das Erbgut der AAVs baut sich nur sehr selten in das Erbgut menschlicher Zellen ein. Stattdessen bildet es ein eigenständiges genetisches Element, das Episom3.

Wie werden AAVs in der Therapie angewendet?

AAVs eignen sich besonders für eine in-vivo-Therapie, da von ihnen nur ein geringes Krebsrisiko ausgeht. In-vivo-Therapie bedeutet, dass die AAVs mithilfe einer Tropfinfusion direkt in das Blut der Behandelten gegeben werden. Über den Blutkreislauf gelangen sie dann zu ihrem Zielorgan und dringen dort in die Gewebezellen ein.

Ihr Erbgut liegt in einer menschlichen Zelle als Episom vor. Es verhält sich dann wie ein Fremdkörper, der bei der Zellteilung nicht vervielfältigt wird. Bei sich häufig teilenden Zellen kann daher das Episom im Laufe der Zeit verloren gehen. AAVs werden meist gut vertragen, können aber in hohen Dosen schwere Entzündungsreaktionen auslösen.

Welche Vor- und Nachteile haben AAV-Genfähren?

Vorteile

• AAVs dringen sowohl in ruhende als auch sich teilende Zellen ein
• sie können sehr wirksam in Zellen von Augen, Leber, Muskeln und dem Nervensystem eindringen
• die eingeschleusten Gene können viele Jahre lang aktiv bleiben, vor allem in ruhenden Zellen
• in geringeren Dosen treten keine unerwünschten Immunreaktionen auf
• AAVs verändern nur in seltenen Fällen das Erbgut, das Krebsrisiko ist daher gering
• vermutlich lösen AAVs keine Krankheiten aus

Nachteile

• AAVs können nur kleine Gene transportieren, größere Gene müssen ggf. in mehrere Bruchstücke aufgeteilt werden
• viele Menschen haben eine Immunität gegen AAVs, die deren Wirkung beeinträchtigen könnte
• die eingeschleusten Gene können in Zellen verloren gehen, die sich viel teilen
• die Herstellung ist sehr kostspielig
• in hohen Mengen können AAVs lebensbedrohliche Entzündungsreaktionen in der Leber auslösen

Bei welchen Therapien kommen AAV-Genfähren zum Einsatz?

Mittlerweile sind AAVs die am häufigsten eingesetzten Genfähren bei der Behandlung von Erbkrankheiten.

• Durveqtix / Beqvez
• Elevidys
• Glybera (wieder zurückgezogen)
• Hemgenix
• Luxturna
• Roctavian
• Upstaza
• Zolgensma

Genfähren basierend auf Lentiviren

Was sind Lentiviren?

Der bekannteste Vertreter der Lentiviren ist das Humane Immundefizienz-Virus 1 (HIV-1). Das Virus zählt zu den Retroviren: Sein Erbgut besteht aus RNA-Molekülen, die In DNA umgeschrieben und in das menschliche Erbgut eingebaut werden.

Forscher haben das Erbgut von HIV-1 massiv verändert, um die sogenannten lentiviralen Vektoren zu erzeugen. Diese Genfähren können keine Erkrankung mehr auslösen und sich nicht im menschlichen Körper vermehren. Zudem erhielt der Vektor einen neuen Rezeptor, der das Eindringen in eine große Vielfalt menschlicher Zellen ermöglicht4.

Wie werden lentivirale Vektoren in der Therapie angewendet?

Lentivirale Vektoren kommen vor allem bei ex-vivo-Therapien zum Einsatz. Dabei werden Zellen aus dem menschlichen Körper gewonnen, gereinigt und im Labor mit der Genfähre behandelt. Anschließend werden die veränderten Zellen zurück in den Körper gegeben. Durch die Vorbehandlung im Labor wird das Risiko verringert, dass Erbgutschäden die Entstehung von Krebs begünstigen.

Ex-vivo-Therapien werden häufig angewendet, um schnell wachsende Zellen zu behandeln. Häufig handelt es sich dabei um Blutstammzellen oder T-Zellen des Immunsystems. Da das eingeschleuste Gen fest im Erbgut verankert ist, kann es zahlreiche Vermehrungszyklen unbeschadet überstehen.

Welche Vor- und Nachteile haben lentivirale Vektoren?

Vorteile:

• die eingeschleusten Gene sind stabil im Erbgut verankert
• lentivirale Vektoren dringen in zahlreiche Zellarten ein
• sie können größere Gene transportieren (bis etwa 9 000 DNA-Basen)
• es gibt nur selten eine natürliche Immunität, die die Wirkung beeinträchtigen könnte

Nachteile

• lentivirale Vektoren können das Erbgut schädigen und die Entwicklung von Krebs begünstigen
• wenn lentivirale Vektoren Keimzellen verändern, kann sich dies auf nachfolgende Generationen auswirken

Bei welchen Therapien kommen lentivirale Vektoren zum Einsatz?

Lentivirale Vektoren eignen sich besonders für die Behandlung von Erbkrankheiten, welche die Funktion der Blutzellen und des Immunsystems beeinträchtigen. Sie werden auch häufig bei der Herstellung von CAR-T-Zellen für die Krebstherapie verwendet.

• Abecma
• Breyanzi
• Carvykti
• Kymriah
• Libmeldy
• Skysona
• Waskyra
• Zynteglo

Genfähren basierend auf Gammaretroviren

Was sind Gammaretroviren ?

Gammaretroviren können Leukämie und Sarkome verursachen. Sie kommen vor allem bei Katzen, Mäusen und anderen Tieren vor. Wie bei allen Retroviren besteht ihr Erbgut aus RNA-Molekülen. Diese können in DNA umgeschrieben und direkt in das Erbgut der infizierten Zelle eingebaut werden.

Für die medizinische Anwendung haben Forscher wichtige Krankheitsgene aus dem Virus entfernt. Diese gammaretroviralen Vektoren bauen sich aber weiterhin ins Erbgut ein und können sogenannte Onkogene anschalten, welche die Entstehung von Krebs begünstigen5.

Wie werden gammaretrovirale Vektoren in der Therapie angewendet?

Aufgrund des hohen Krebsrisikos werden gammaretrovirale Vektoren nur außerhalb des Körpers eingesetzt (ex-vivo-Therapie). Sie eignen sich am besten für Zellen, die leicht aufgereinigt und dann im Labor behandelt werden können. Anschließend werden die veränderten Zellen zurück in den Körper gegeben.

Zudem sind gammaretrovirale Vektoren nur bei Zellen wirksam, die sich gerade in einem Teilungszyklus befinden. In erster Linie sind dies Blutstammzellen und T-Zellen des Immunsystems.

Welche Vor- und Nachteile haben gammaretrovirale Vektoren?

Vorteile:

• retrovirale Vektoren bauen die eingeschleusten Gene stabil ins Erbgut ein
• sie können auch größere Gene transportieren
• natürliche Immunreaktionen gegen den Vektor sind selten

Nachteile

• retrovirale Vektoren können Krebsgene aktivieren
• gammaretrovirale Vektoren sind nur wirksam bei Zellen, die sich gerade aktiv teilen

Bei welchen Therapien kommen gammaretrovirale Vektoren zum Einsatz?

• Strimvelis
• Tecartus
• Yescarta

Genfähren basierend auf Herpesviren

Was sind Herpesviren?

Weltweit sind etwa 2 von 3 Menschen mit dem Herpes-simplex-Virus Typ 1 (HSV-1) infiziert. Dieses Virus ist die Hauptursache für juckende Lippenbläschen. Es kann lebenslang in Nervenzellen überdauern und wird bei Stress oder Erkrankungen wieder aktiv.

Das Erbgut von HSV-1 ist vergleichsweise groß und besteht aus doppelsträngiger DNA. Forscher haben wichtige Krankheitsgene aus dem Erbgut entfernt. Die so erzeugten HSV-Vektoren sind harmlos und können sich nicht mehr selbständig vervielfältigen6.

Wie werden HSV-Vektoren in der Therapie angewendet?

Die bislang einzige zugelassene Gentherapie mit HSV-Vektoren besteht aus einem Gel, das direkt auf offene Hautwunden aufgetragen wird. Diese Behandlung wird wiederholt, bis sich die Wunden geschlossen haben.

Welche Vor- und Nachteile haben HSV-Vektoren?

Vorteile:

• große Traglast: Gene oder Erbgutabschnitte können bis zu 30 000 DNA-Basenpaare lang sein
• kaum Immunreaktionen
• Gentherapie kann wiederholt angewendet werden

Nachteile

• die Herstellung ist aufwendig
• die Aktivität der eingeschleusten Gene kann mit der Zeit nachlassen

Bei welcher Therapie kommt ein HSV-Vektor zum Einsatz?

• Vyjuvek

Virale Vektoren für die Gentherapie

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Volker Henn