Spezifische Therapie ermöglicht Reparatur von Genmaterial

Berlin (idw) – An der Charité-Universitätsmedizin Berlin ist es jetzt gelungen, künstliche Proteine herzustellen, die fehlerhafte Gene zerschneiden können. So soll es künftig möglich sein, Erbkrankheiten erfolgreich zu therapieren. Die Forschungsarbeit, die kürzlich bei Nature Biotechnology online veröffentlicht wurde*, ist ein Projekt des Teams um Prof. Toni Cathomen vom Institut für Virologie am Campus Benjamin Franklin in Kooperation mit zwei Arbeitsgruppen aus Spanien und den USA.

Bei den künstlich hergestellten Proteinen handelt es sich um so genannte Zinkfingernukleasen. Diese funktionieren wie Scheren. Nachdem sie den DNA-Strang an einer fehlerhaften Stelle aufgeschnitten haben, wird in den Zellen automatisch ein Reparaturvorgang aktiviert, die Lücke wird mit „gesundem“ Genmaterial aufgefüllt. Fehlerhafte Gene werden so gegen intakte ausgetauscht, ohne dass toxische Nebeneffekte auftreten.

Bisher konnten Forscher nicht garantieren, dass die Gen-Scheren nur am „kranken“ Gen schneiden. „Wir haben jetzt die Struktur der Nukleasen so verändert, dass sie zielgenau nur noch das defekte Gen angreifen können“, erklärt Prof. Cathomen. Das bedeute allerdings, dass für jede Erbkrankheit eine maßgeschneiderte Schere entworfen werden müsse.

Getestet hat das Team die neuen Gen-Scheren in einer Zellkultur. Bei diesen Versuchen konnte ein fehlerhaftes Gen in über zehn Prozent der Zellen korrigiert werden, ohne dass diese dabei zu Schaden gekommen sind. Die Forscher vermuten, dass neue Blutstammzellen auch im Organismus einen Wachstumsvorteil gegenüber den kranken Zellen besitzen und nach und nach alle Funktionen übernehmen können. So würde das Immunsystem des Patienten langsam wieder aufgebaut. „Das ist ein großer Erfolg“, sagt Prof. Cathomen. „Mit dieser neuen Behandlung ließe sich dann beispielsweise jedem Patienten mit angeborener Immunschwächekrankheit helfen.“ War man bisher auf Stammzellen eines geeigneten Spenders angewiesen, könnte man jetzt stattdessen die korrigierten, körpereigenen Zellen des Patienten transplantieren.

Als nächstes wird das Forscherteam seine Ergebnisse an Mäusen mit Immunschwäche überprüfen. „Wir wollen testen, ob mit den Scheren auch wirklich ein kompletter Organismus geheilt werden kann“, sagt Prof. Cathomen. „Möglicherweise eine Erkenntnis, die uns als Grundlage für klinische Studien dienen wird.“ Der Forscher hofft, dass die Proteine alle Tests bestehen und mit ihnen in Zukunft bestimmte Erbkrankheiten vollständig geheilt werden können.

* Szczepek, Cathomen et al. Nature Biotechnology, advanced online publication: www.nature.com/nbt/journal/vaop/ncurrent/abs/nbt1317.html