Gentherapie

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Bestimmte Krankheiten, die aufgrund von genetischen Defekten entstehen, können seit einigen Jahren mit Gentherapien behandelt werden. Dabei werden intakte Gene in die kranken Zellen geschleust und übernehmen die Funktion des defekten Gens.

Gene für neue Blutgefässe

Den ersten Erfolg verzeichnete die Gentherapie 1998. Ein Forscherteam in Boston (USA) konnte mehreren Patienten damit eine Fussamputation ersparen. Diese Patienten litten an Durchblutungsstörungen in den Füssen. Wird ein Gewebe zu wenig durchblutet, stirbt es mit der Zeit ab (sogenannter „Faulbrand“) und muss entfernt werden.

Die Forscher spritzten ein Gen, welches das Wachstum von Blutgefässen fördert, direkt in die Muskeln rund um die betroffenen Fussbereiche. Bei wenigen Zellen (1 von 1000) fügte sich das Gen stabil in die DNA ein. Diese wenigen „gentherapierten“ Zellen reichten dafür aus, dass sich lokal Blutgefässe bildeten und die Füsse gut durchblutet wurden.

Befreiung aus der Luftblase: ein Teilerfolg

Im Jahr 2000 gelang mit Hilfe der Gentherapie eine Behandlung von Kindern, die an der schweren Immunschwächekrankheit SCID litten und ihr Leben unter einer Art Luftblase verbringen mussten, die sie vor Krankheitserregern abschirmt. SCID ist eine Erbkrankheit. Wegen eines defekten Gens funktionieren bestimmte weisse Blutzellen nicht, die den Körper vor Krankheitserregern schützen sollten.

Die blutbildenden Stammzellen befinden sich im Knochenmark. Dies sind die Zellen, welche die ganze Palette der verschiedenen Blutzellen (rote und weisse Blutzellen sowie Blutplättchen) bilden. Für die Therapie wurden den Kindern mit SCID solche blutbildenden Stammzellen entnommen. In die defekten Stammzellen wurde eine fehlerfreie Version des betroffenen Gens eingeschleust. Danach spritzte man die Stammzellen zurück ins Blut der kranken Kinder. Vom Blut wanderten diese ins Knochenmark. Dort produzierten die gentherapierten Stammzellen nun gesunde weisse Blutzellen.

Die behandelten Kinder hatten bereits zehn Monate nach der Gentherapie ein ähnlich gut funktionierendes Abwehrsystem wie gesunde Kinder und konnten die Luftblase verlassen. Doch im Jahr 2002 stellte sich heraus, dass fünf der 20 behandelten Kinder an Blutkrebs (Leukämie) erkrankt waren. Dies zeigt, welche Risiken solche neue Methoden neben allen Vorteilen auch mit sich bringen.

Gentherapie heute und morgen

Ein Wundermittel ist die Gentherapie nicht, denn sie birgt Gefahren. Viren, die zum Einschleusen eines intakten Gens verwendet werden, können eine heftige Immunreaktion auslösen. Bei einem 18-jährigen Jungen endete diese Reaktion 1999 tödlich. Wie das vorherige Beispiel der SCID-Therapie zeigt, kann die Gentherapie unbeabsichtigt auch funktionierende Gene ausschalten und zu Krebs führen. Denn die Viren, welche zum Einschleusen eines Gens benutzt werden, fügen das fehlerfreie Gen an einem beliebigen Ort im Erbgut ein, was bewirken kann, dass ein wichtiges anderes Gen unterbrochen wird. Anfänglich war es nicht möglich, diese Vorgänge bei der Therapie zu steuern.

Seither wurde die Gentherapie stark verbessert. Heftige Immunreaktionen werden mit speziellen Medikamenten vermieden, welche die Immunantwort des Körpers unterdrücken. Ausserdem arbeiten Forscher daran, den Einbau des intakten Gens auf eine bestimmte Stelle im Erbgut zu beschränken, um negative Auswirkungen zu verhindern. Die neue Gentechnik CRISPR/Cas9 könnte hier von grosser Wichtigkeit sein. Durch die Möglichkeit, die Veränderung eines Gens an einem gezielten Ort vorzunehmen, könnte diese neue Methode bei der Weiterentwicklung der Gentherapien hilfreich sein.

Im November 2012 wurde die erste Gentherapie in Europa zugelassen. Patienten mit einem seltenen, genetisch bedingten Enzymdefekt können die nach einer Mahlzeit im Blut zirkulierenden Fettkügelchen nicht abbauen. Sie leiden unter schweren Entzündungen, Diabetes und dem Verschluss von Gefässen. Die Gentherapie enthält ein Virus mit einem intakten Gen für das fehlende Enzym. Eine Spritze in den Oberschenkel sorgt dafür, dass die Patienten das fehlende Enzym produzieren und somit die Fettkügelchen abbauen können.

Forscher hoffen, in Zukunft noch viele weitere Krankheiten, wie zum Beispiel Farbenblindheit oder die Erbkrankheit Muskelschwund, mit Hilfe der Gentherapie heilen zu können. Erste Erfolge konnten auch bei chronischer Herzinsuffizienz und AIDS erzielt werden. Zudem suchen Wissenschaftler nach Alternativen zu Viren und forschen an synthetischen Gen-Taxis. Es wird jedoch noch viele Jahre dauern, bis die Risiken besser beherrschbar sind und der Bevölkerung sichere Gentherapien angeboten werden können.

Quelle: BMJ 52(5), CRISPR-Cas9: a new and promising player in gene therapy

Dieser Beitrag integriert Inhalte von der ehemaligen Website gene-abc.ch, die im Jahr 2016 von SimplyScience übernommen wurde. Das Gene ABC war eine Initiative des Schweizerischen Nationalfonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung (SNF) und umfasste auch eine Reihe von YouTube-Videos.