Erbgut noch gezielter verändern

dpa

Von dpa

Di, 22. Oktober 2019

Panorama

Mit der Genschere CRISPR/Cas9 kann die DNA umgebaut werden / Wissenschaftler stellen jetzt ein verbessertes Verfahren vor.

CAMBRIDGE (dpa). In China wurde das Verfahren erstmals an Menschen getestet: 2018 veränderte ein Forscher die DNA von Zwillingsbabys, mithilfe von CRISPR/Cas9. Diese Methode wurde nun weiterentwickelt, sodass sich Erbgut noch gezielter verändern lässt. Einzelne Bausteine der DNA können ausgetauscht werden, berichten US-Wissenschaftler im Fachmagazin "Nature". Theoretisch ließen sich so fast 90 Prozent der etwa 75 000 zu Krankheiten führenden genetischen Veränderungen korrigieren. Derartige Eingriffe in die menschliche Keimbahn sind in Deutschland derzeit aber nicht erlaubt.

Die Methode erweitere die Möglichkeiten der Genom-Editierung erheblich, urteilen Fachkollegen aus Deutschland. Allerdings seien weitere Optimierungen nötig, bevor eine Anwendung am Menschen in Betracht gezogen werden könne. "Hier wurden mehrere Arten der DNA-Veränderung clever kombiniert, um gezielte Mutationen ins Genom einzubringen", sagt Holger Puchta vom Karlsruher Institut für Technologie. "Selbstverständlich muss sich zeigen, wie breit die Technologie angewandt werden kann, aber sie ist ein wichtiger Beitrag zur Verbesserung der bisherigen Techniken."

Ethisch ist die Methode umstritten

Die erst vor einigen Jahren vorgestellte Genschere CRISPR/Cas9 ist ein Werkzeug, mit dem sich Erbgut recht einfach präzise verändern lässt. Die Genschere steuert einen definierten Bereich im Erbgut an und zerschneidet mit Hilfe des Enzyms Cas9 an dieser Stelle den DNA-Doppelstrang. Dabei wird die genetische Information an der Schnittstelle verändert – fehlerhafte Gene können so zum Beispiel stumm geschaltet werden.

Allerdings ist das Verfahrens nicht sehr effizient und es kann zu unerwünschten Veränderungen der DNA kommen. Bei der neuen Methode des Teams um Andrew Anzalone von der Harvard University in Cambridge (USA) wird nur ein Strang des DNA-Doppelstrangs durchgeschnitten. Neue genetische Informationen werden dann nicht in Form von DNA, sondern in Form von RNA in die Zellen geliefert. Dieses verwandte Erbgut-Molekül wird vor Ort von einem mitgeliefertem Enzym in DNA umgeschrieben und in den DNA-Strang eingefügt. Die Forscher nennen das "Prime Editing".

An menschlichen Zellen zeigten sie, dass sich damit DNA-Bausteine austauschen und kleinere Abschnitte entfernen oder hinzufügen lassen. "Die neue Methode ermöglicht präzise Änderungen des Erbguts, von denen viele bisher so nicht möglich waren", kommentiert Jens Boch vom Institut für Pflanzengenetik der Gottfried Wilhelm Leibniz Universität Hannover. "Die gezielte Korrektur von Fehlern im Erbgut ist der Schlüssel zur Therapie von Erbkrankheiten beim Menschen."

In Zellversuchen zeigten die Forscher die Korrekturen unter anderem für die Sichelzell-Anämie, eine Erkrankung der roten Blutkörperchen, und für das Tay-Sachs-Syndrom, eine unheilbare und tödliche Fettstoffwechselstörung. Dabei traten weniger unerwünschte Nebenwirkungen auf als bei CRISPR/Cas9, auch die Effizienz war höher, so die Wissenschaftler. Nach Ansicht von Fachkollegen lässt sich die Technik auch anwenden, um das Erbgut von Pflanzen zu verändern und etwa Sorten zu entwickeln, die widerstandsfähiger sind.

Doch auch die neue Technologie sei nicht risikofrei, schränkt Jan Korbel vom European Molecular Biology Laboratory (EMBL) in Heidelberg ein. Hinzu kommt, dass das Verändern von Erbgut auch ethisch umstritten ist. Öffentlich geriet die Methode in die Diskussion, nachdem ein chinesischer Forscher 2018 behauptet hatte, damit zwei Babys gegen HIV immun gemacht zu haben. Die Methode sei vielversprechend, doch es gebe ethische Bedenken bei bestimmten Anwendungen, die besonders ernst genommen werden müssen – da "mit diesen Methoden die Codes des Lebens neu geschrieben werden können", so Silja Vöneky, Rechtsethikerin an der Universität Freiburg.