Sichelzellkrankheit 2016: Wissenschaftler verwenden CRISPR in Mäusen, um zu zeigen, dass Gen-Bearbeitung eines Tages Blutstörungen behandeln kann.

Die Forscher sind bei der Behandlung einer hartnäckigen Bluterkrankung einen entscheidenden Schritt vorangekommen, und das alles dank der revolutionären Gen-Editing-Technik CRISPR/Cas 9.

Wie im obigen Video, das von der University of California, Berkeley, veröffentlicht wurde, erklärt, hat sich eine Koalition von Wissenschaftlern zusammengeschlossen, um die Technik an Labormäusen anzuwenden. Sie bearbeiteten selektiv beide Kopien des Gens, das bei menschlichen hämatopoetischen Stammzellen zu Sichelzellkrankheiten führt – dem frühesten Stadium dessen, was schließlich zu roten Blutkörperchen wird – und transplantierten sie in Mäuse. Vier Monate später fanden sie heraus, dass 2 Prozent der im Knochenmark der Mäuse zurückgelassenen Zellen die Bearbeitung beibehalten hatten. Obwohl dieser Prozentsatz winzig erscheinen mag, würde er mit ziemlicher Sicherheit eine gewisse Erleichterung für Menschen mit dieser Erkrankung bedeuten und wahrscheinlich nur das absolute Minimum der Fähigkeiten von CRISPR darstellen.

Die Ergebnisse des Teams wurden in Science Translational Medicine veröffentlicht.

Wie im obigen Video, das von der University of California, Berkeley, einer Koalition von Wissenschaftlern, veröffentlicht wurde, die sich zusammengeschlossen haben, um die Technik bei Labormäusen anzuwenden, erklärt wurde, ist dies der revolutionären Gen-Editing-Technik CRISPR/Cas 9 zu verdanken. Sie bearbeiteten selektiv beide Kopien des Gens, das bei menschlichen hämatopoetischen Stammzellen zu Sichelzellkrankheiten führt – dem frühesten Stadium dessen, was schließlich zu roten Blutkörperchen wird – und transplantierten sie in Mäuse. Vier Monate später fanden sie heraus, dass 2 Prozent der im Knochenmark der Mäuse zurückgelassenen Zellen die Bearbeitung beibehalten hatten. Auch wenn dieser Prozentsatz winzig erscheinen mag, würde er mit ziemlicher Sicherheit eine gewisse Erleichterung für Menschen mit dieser Erkrankung bedeuten und wahrscheinlich nur das absolute Minimum dessen darstellen, wozu CRISPR eines Tages in der Lage sein könnte: Die Ergebnisse des Teams wurden in der Zeitschrift Science Translational Medicine veröffentlicht. Sie wissen, dass wir besser werden“, sagte Lead-Autor Mark Dewitt, ein Forscher an der Innovative Genomics Initiative der UC Berkeley, im obigen Video. „Und was wir jetzt haben, ist bereits – wenn wir es vergrößern und sicherstellen können, dass es gut funktioniert – gut genug, um die Grundlage für eine klinische Studie zur Heilung von Sichelzellen mit Genaufbereitung zu bilden: Neben der UC Berkeley waren Wissenschaftler des University of California San Francisco Benioff Children’s Hospital Oakland Research Institute (CHORI) und der University of Utah School of Medicine im Studienteam. CRISPR steht für „Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats“. Der Begriff beschreibt einen Abschnitt über die Wiederholung von DNA, der einzigartige DNA-Bits enthält, die sich in seinen offenen Räumen befinden. Bestimmte Mikroorganismen, wie Bakterien, verwenden CRISPR als eine Art Immunsystem, wobei die Teile aus früheren viralen Feinden bestehen. Als die Bakterien diesem Virus wieder begegnen, greift sein Cas (CRISPR-assoziiertes Protein) den unglücklichen Eindringling an und schneidet seine DNA in Bänder. Wissenschaftler entdeckten, dass sie das CRISPR/Cas-System mit Hilfe von Führungs-RNA für die meisten DNA-Stücke zurückweisen konnten, so dass sie die Gene einer Zelle viel einfacher und kostengünstiger bearbeiten konnten als mit früheren Techniken: Das Gen, das für die Sichelzellen verantwortlich ist, lässt den Körper eines Menschen defektes Hämoglobin produzieren, das wiederum abnormal geformte rote Blutkörperchen erzeugt. Normalerweise in Form eines Halbmonds, bleiben diese Zellen oft im Blutkreislauf stecken oder sterben schnell ab, wodurch der Körper dem Sauerstoff entzogen wird und Anfälle von Schmerzen, Müdigkeit und anderen chronischen Problemen verursacht werden. Aber Menschen mit nur einer gesunden Kopie des Gens produzieren relativ gesundes Hämoglobin und erleben nur wenige, wenn nicht sogar Symptome. Neben der Sichelzelle haben Forscher an anderer Stelle den Nachweis erbracht, dass CRISPR bei der Behandlung genetischer Störungen wie der Muskeldystrophie helfen könnte. Und Anfang Juli dieses Jahres wurde in China die weltweit erste humanklinische Studie mit der Technik (zur Behandlung von Lungenkrebs) zugelassen. Eine ähnliche US-Studie steht kurz vor dem Abschluss, steht noch aus und kann bereits Ende dieses Jahres beginnen, egal wohin Sie gehen, CRISPR ist bereit, einen weitreichenden Einfluss auf unsere Gesundheit zu nehmen, und zwar früher, als sich einer von uns hätte vorstellen können: Dewitt M, Magis W, Bray N, et al. Selektionsfreie Genombearbeitung der Sichelmutation in menschlichen adulten hämatopoetischen Stamm/Vorläuferzellen. Wissenschaft Translationale Medizin. 2016. Youtube

„Ich bin sehr aufgeregt, denn wir haben das noch nicht lange versucht. Sie wissen, dass wir besser werden“, sagte Lead-Autor Mark Dewitt, ein Forscher an der Innovative Genomics Initiative der UC Berkeley, im obigen Video. „Und was wir jetzt haben, ist bereits – wenn wir es vergrößern und sicherstellen können, dass es gut funktioniert – gut genug, um die Grundlage für eine klinische Studie zur Heilung von Sichelzellen mit Genaufbereitung zu bilden.

Neben der UC Berkeley gehörten zum Studienteam Wissenschaftler des University of California San Francisco Benioff Children’s Hospital Oakland Research Institute (CHORI) und der University of Utah School of Medicine.

CRISPR steht für „Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats“. Der Begriff beschreibt einen Abschnitt über die Wiederholung von DNA, der einzigartige DNA-Bits enthält, die sich in seinen offenen Räumen befinden. Bestimmte Mikroorganismen, wie Bakterien, verwenden CRISPR als eine Art Immunsystem, wobei die Teile aus früheren viralen Feinden bestehen. Als die Bakterien diesem Virus wieder begegnen, greift sein Cas (CRISPR-assoziiertes Protein) den unglücklichen Eindringling an und schneidet seine DNA in Bänder. Wissenschaftler entdeckten, dass sie das CRISPR/Cas-System mit Hilfe der Führungs-RNA für die meisten DNA-Stücke zurückweisen konnten, so dass sie die Gene einer Zelle mit viel mehr Leichtigkeit und Erschwinglichkeit als mit früheren Techniken präzise bearbeiten konnten.

Das für die Sichelzellen verantwortliche Gen lässt den Körper eines Menschen defektes Hämoglobin produzieren, das wiederum abnormal geformte rote Blutkörperchen erzeugt. Normalerweise in Form eines Halbmonds, bleiben diese Zellen oft im Blutkreislauf stecken oder sterben schnell ab, wodurch der Körper dem Sauerstoff entzogen wird und Anfälle von Schmerzen, Müdigkeit und anderen chronischen Problemen verursacht werden. Aber Menschen mit nur einer gesunden Kopie des Gens produzieren relativ gesundes Hämoglobin und erleben nur wenige, wenn nicht sogar Symptome. So könnte bereits eine partielle Fixierung in Stammzellen zu einer dauerhaften virtuellen Heilung führen.

Abgesehen von den Sichelzellen haben Forscher anderswo den Nachweis erbracht, dass CRISPR bei der Behandlung genetischer Störungen wie Muskeldystrophie helfen könnte. Und Anfang Juli dieses Jahres wurde in China die weltweit erste humanklinische Studie mit der Technik (zur Behandlung von Lungenkrebs) zugelassen. Eine ähnliche US-Studie steht kurz vor dem Abschluss, steht noch aus und kann bereits Ende dieses Jahres beginnen.

Es scheint, dass CRISPR, egal wohin Sie gehen, bereit ist, einen weitreichenden Einfluss auf unsere Gesundheit zu nehmen, und zwar früher, als es sich jeder von uns hätte vorstellen können.

Quelle: Dewitt M, Magis W, Bray N, et al. Selektionsfreie Genombearbeitung der Sichelmutation in menschlichen adulten hämatopoetischen Stamm/Vorläuferzellen. Wissenschaft Translationale Medizin. 2016.

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