Welche Auswirkungen wird die Genschere auf die medizinische Forschung haben?
Prof. Dr. Stefan Mundlos: CRISPR/Cas 9 wird sich auf sehr viele medizinische Bereiche auswirken, insbesondere auf die molekulare Medizin. Diese Methode kann zur Erforschung und prinzipiell auch zur Behandlung von Krankheiten eingesetzt werden, die genetische Ursachen haben.
Welche Krankheiten betrifft das?
Mundlos: Alle, die vererbbar bzw. auf Mutationen in der DNA zurückzuführen sind – also viele der so genannten seltenen Erkrankungen, aber auch bestimmte Formen von Krebs. Darüber hinaus könnte CRISPR/Cas9 aber auch neue Wege bei der Erforschung von häufigen Erkrankungen ebnen, wie Diabetes und Asthma – die sind zwar nicht primär genetisch festgelegt, haben aber durchaus genetische Komponenten. Und dann gibt es noch eine große Gruppe von Erkrankungen, bei denen das Genom erst im Laufe des Lebens mutiert und sich verändert – wodurch zum Beispiel Krebs entstehen kann.
Wie wird die Genschere in der medizinischen Forschung eingesetzt?
Mundlos: Zunächst: Im Genom finden ständig Veränderungen statt, etwa in Zellen, die sich zu Krebszellen verändern. Solche Veränderungen bzw. Mutationen kann man jetzt immer genauer und in größerer Zahl aufspüren, zum Beispiel über Genomsequenzierung. Da taucht dann die große Frage auf: Verursachen diese genetischen Veränderungen bestimmte Krankheiten oder haben sie im Grunde keinen Effekt? Solche Fragestellungen kann man mit dem CRISPR/Cas-System untersuchen, indem man diese genomischen Veränderungen in Zellen nachbaut und dann untersucht, was das für einen Effekt hat. Das konnte man früher nicht so schnell, präzise und umfassend machen.
Welche Folgen hat das?
Mundlos: Für die Forschung bedeutet das: Wir können Genome viel genauer und besser als bisher untersuchen – und zugleich können wir die Funktionen und Auswirkungen von genetischen Veränderungen hervorragend testen. Genau das machen wir hier am Max-Planck-Institut für molekulare Genetik: Wir bauen genomische Mutationen in Modellsystemen nach und sehen uns dann an, welche Auswirkungen das hat.
Das müssen Sie genauer erklären.
Mundlos: Nun, wir arbeiten mit Zellkulturen und oft auch mit Mäusen. Wir bauen die menschliche Gen-Mutation in embryonalen Stammzellen nach, aus denen sich Mäuse entwickeln, die die gleiche Genveränderung haben wie die betroffenen Patienten. In diesen Tieren untersuchen wir dann, wie die Mutation wirkt und wie es zu einer bestimmten Erkrankung kommt. Schwerpunkt meiner Arbeit sind Fehlbildungen des Skeletts, deshalb untersuche ich vor allem angeborene Malformationen – davon spricht man zum Beispiel, wenn jemand zu viele oder zu wenige Finger hat oder wenn einzelne Knochen des Skeletts fehlen. Aber wir gehen auch den genetisch bedingten Ursachen vieler anderer Erkrankungen auf den Grund.
Eine davon ist Krebs. Bei welchen Krebserkrankungen ist durch CRISPR/Cas eine Heilung in Sichtweite?
Mundlos: Dass plötzlich alle möglichen Krebsformen geheilt werden könnten, kann man so allgemein nicht sagen. Aber grundsätzlich bietet die Technologie die Möglichkeit, bestimmte genetische Veränderungen in einer Zelle zu beeinflussen und sie eines Tages vielleicht sogar rückgängig zu machen, also zu revertieren. Man kann einzelne Zellen genetisch editieren, behandeln, und damit die Ursachen eines solchen Krebses beseitigen – zumindest in diesen Zellen. Das ist ein sehr vielversprechender Ansatz und führt zu einer besseren und effektiveren Gentherapie als wir sie bisher kennen. Bei den bisherigen Verfahren konnte man, vereinfacht gesagt, ein Gen wieder anschalten, das durch eine Mutation inaktiviert war. Aber man konnte den eigentlichen Defekt nicht präzise korrigieren. CRISPR/Cas bietet nun im Prinzip die Möglichkeit, eine solche Korrektur vorzunehmen. Es ermöglicht also eine präzise Veränderung des Genoms, um zum Beispiel Mutationen zu unterbinden.
Gilt das für alle Krebsarten?
Mundlos: Nein. Der Einsatz von CRISPR liegt im hämatopoetischen, im blutbildenden System besonders nahe – bei soliden Tumoren dagegen kann ich mir das im Moment nicht vorstellen. Aber aus dem Blutsystem können wir bestimmte Zellen entnehmen, Stammzellen zum Beispiel, können die Mutation korrigieren und die Zellen dann wieder zurückgeben, so dass sie sich im Körper ganz normal vermehren – und nach und nach die mutierten Zellen ersetzen.
Also zum Beispiel bei Leukämie.
Mundlos: Ja, und auch bei angeborenen Erkrankungen des hämatopoetischen Systems – wie Sichelzellanämie oder Thalassämie. Beides sind Erkrankungen der roten Blutkörperchen, bei denen man solche Mutationen korrigieren kann. Und auch bei Aids gibt es durch CRISPR neue Forschungsansätze.
Das hört sich aber doch so an, als könnte man durch CRISPR langfristig neue Ansatzpunkte zur Behandlung sehr vieler Krankheiten finden.
Mundlos: Das ist durchaus so, aber es gilt eben nur für bestimmte Krankheiten. Der Eindruck, dass man mit CRISPR jede genetische Erkrankung heilen kann, ist falsch.
In letzter Zeit gab es Meldungen, wonach CRISPR/Cas9 die Entstehung von Krebserkrankungen fördern könnte. Und eine aktuelle Studie, die kürzlich im Journal Nature Biotechnology veröffentlicht wurde, legt nahe, dass die Genschere häufiger als bislang gedacht zu Beschädigungen des Erbguts führen kann. Wie sind solche Meldungen einzuordnen?
Mundlos: Es heißt immer, CRISPR/Cas sei ein Werkzeug, mit dem man einfach und problemlos Gene verändern kann. Aber jenseits der Theorie wird dann alles viel komplizierter als es zunächst klingt. In der praktischen Anwendung funktioniert eben nicht alles so perfekt – und es tauchen neue Hürden und Komplexitäten auf, mit denen man vorher nicht gerechnet hat. Das liegt in der Natur der Dinge. In den kommenden Jahren steht noch viel Forschungsarbeit an und dabei wird sich einiges relativieren. Nicht alles wird funktionieren, aber ich kann mir schon vorstellen, dass es schon sehr bald Erfolge bei der Behandlung bestimmter Krankheiten geben wird – etwa bei Aids oder der erwähnten Sichelzellanämie.
