Wird das Down-Syndrom heilbar?

In Experimenten mit der Genschere «Crispr-Cas9» konnten überzählige Chromosomen gezielt zerstört werden.

So geht Genmanipulation: Komplex der Genschere Crispr/CAS (rosa und graue Elemente) mit der Ziel-DNA (grüne und blaue Elemente). Illustration: Science Photo Library

So geht Genmanipulation: Komplex der Genschere Crispr/CAS (rosa und graue Elemente) mit der Ziel-DNA (grüne und blaue Elemente). Illustration: Science Photo Library

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Manchmal bleiben Sensationen unbemerkt. So war das wohl auch am 2. August dieses Jahres, als in einem relativ unbekannten Journal ein kurzer Forschungsbericht erschien. Australische Forscher beschrieben darin ein Gemetzel: Mithilfe der Genschere Crispr-Cas9 war es den Wissenschaftlern erstmalig gelungen, ein komplettes Chromosom zu pulverisieren. Es war ein Beweis, dass Crispr-Cas nicht bloss für Feinarbeiten im Genom taugt. Sondern auch als Abrissbirne.

Die möglichen Konsequenzen demonstrieren chinesische Wissenschaftler jetzt im Fachblatt Genome Biology: Einem Team um den Zellbiologen Hui Yang von der Peking University ist es gelungen, mithilfe von Crispr-Cas9 in mehreren Zelltypen und in lebenden Mäusen gezielt Chromosomen zu eliminieren.

Downsyndrom: 1 oder 3 Chromosome statt 2

Die Genschere Crispr-Cas9 gilt längst als revolutionäres Werkzeug in lebenswissenschaftlichen Laboren, weil es in der Lage ist, Orte im Genom exakt anzusteuern und das Erbgut dort zu durchtrennen. Normalerweise wird dieser Effekt dazu genutzt, das Ergbut zu korrigieren, einzelne Gene auszuschalten oder neue Erbgutstücke einzufügen. Auch grössere DNA-Abschnitte lassen sich offenbar regelrecht schreddern.

Infografik: Crispr/Cas9 – eine Schere fürs ErbgutZum Vergrössern klicken.

Den chinesischen Forschern gelang es auf diese Weise, bei im Labor gezüchteten Zellen eines Menschen mit Trisomie 21, also dem Downsyndrom, das überzählige Chromosom zu entfernen. «Wir haben uns gefragt, ob diese starke Technologie dazu verwendet werden kann, menschliche Aneuploidien zu behandeln, bei denen überzählige Chromosomen auftreten», schreiben die Forscher.

Die Antwort, die das Team jetzt selbst gibt, lautet: Ja, vermutlich geht das – mithilfe von molekularen Sonden, die die Genschere gezielt an verschiedene Stellen im Chromosom führen. Es lassen sich dabei Versionen des gleichen Erbgutabschnitts unterscheiden, was wichtig dafür ist, einzelne Chromosomen eines Chromosomenpaars anzusteuern. Denn im Menschen ist das Erbgut zu 23 solcher Chromosomen aufgewickelt, die normalerweise doppelt vorliegen, mit je einer Version von Mutter und Vater. Aneuploidien entstehen, wenn von einem Chromosom oder Chromosomenteilen nur eines vorliegt – oder drei, wie bei der Trisomie des Chromosoms 21.

Die Chinesen untersuchten, ob die Genschere das Y-Chromosom der Nervenzellen von Mäuseföten im Mutterleib eliminieren kann. In 40 Prozent der Fälle war dies der Fall.

Pränataldiagnostische Verfahren ermöglichen es heute, eine Trisomie 21 ab der 9. Woche im Mutterleib zu erkennen und die Schwangerschaft abzubrechen. Was aber wäre, wenn sich das Downsyndrom behandeln liesse? Wie das Experiment aus China jetzt zeigt, ist es zumindest denkbar, mithilfe der neuen Crispr-Cas9-Genschere – oder einem noch mächtigeren Nachfolger – auch in utero, also während der Schwangerschaft eines Tages eine Gentherapie durchzuführen, bei der überzählige Chromosomen zerstört werden.

Die Chinesen setzten das Werkzeug in ihrem Experiment dafür bei Mäusen ein und untersuchten, ob die Genschere das Y-Chromosom der Nervenzellen von Mäuseföten im Mutterleib eliminieren kann. In 40 Prozent der Zellen, bei denen die Genschere aktiv wurde, war dies der Fall. «Die Ergebnisse legen nahe, dass eine Eliminierung in vivo möglich ist», heisst es in der Studie.

Es gibt aber auch massive Probleme, die zeigen, dass das Verfahren weit von der Klinik entfernt ist. Neben der geringen Effizienz gehören vor allem sogenannte Off-Target-Effekte dazu, also Schnitte an Stellen, die unerwünscht sind. Sie könnten zu einer Zerstörung weiterer Chromosomen führen, was im lebenden Organismus verheerend wäre. Insofern ist die Studie ein vielsagender Anfang, der ethische Betrachtungen nahelegt. Mehr aber noch nicht.

Erstellt: 27.11.2017, 13:58 Uhr

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