In der Werkstatt: Erste Reparatur einer einzelnen Gen-Mutation in menschlichen Embryonen

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10. August 2017 – Menschen werden wie ein defektes Auto in der Werkstatt reparierbar: Zum ersten Mal haben Forscher eine krankheitsverursachende Mutation im frühen Stadium menschlicher Embryonen mit Gene-Editing repariert. Die Forscher haben dabei in diesen frühen Stadium menschlicher Embryonen den genetischen / molekularen Defekt (d.h., Gen-Mutation) repariert, welcher zu einer hypertrophischen Kardiomyopathie (HCM) führt.

Gen-Editing

HCM ist die häufigste Ursache für den plötzlichen Tod bei ansonsten gesunden jungen Athleten und betrifft etwa 1 von insgesamt 500 Personen. HCM wird durch eine dominante Mutation im MYBPC3-Gen verursacht, welche aber oft unendeckt bleibt, bis es, z.B. bei einem jungen Athleten, zu spät ist. Da Menschen mit einer mutierten Kopie des MYBPC3-Gens eine 50-prozentige Chance haben, diese an ihre eigenen Kinder weiterzugeben, könnte eine Reparatur der zugrundeliegenden genetischen Mutation in Embryonen die Krankheit nicht nur bei betroffenen Kindern, sondern auch bei ihren Nachkommen verhindern.

In der wissenschaftlichen Arbeit, welche soeben in der Zeitschrift Nature veröffentlicht wurde, produzierte ein kollaboratives Forscherteam mit Forschern vom  Salk Institute, der Oregon Health and Science University, und dem Koreanischen Institute for Basic Science induzierte pluripotenten Stammzellen aus einer Hautbiopsie, welche von einem Mann mit HCM gespendet wurde. Die Gen-Editing-Strategie basierte auf der Grundlage von CRISPR-Cas9, um die mutierte Kopie des MYBPC3-Gens zu reparieren. Das mutierte MYBPC3-Gen wurde durch das Cas9-Enzym geschnitten, so dass die DNA-Reparaturmechanismen der Spenderzellen die Mutation während der nächsten Runde der Zellteilung beheben konnten, indem entweder eine synthetische DNA-Sequenz oder die nicht mutierte Kopie des MYBPC3-Gens als Vorlage verwendet wurde.

Mit In-vitro-Fertilisation (IVF) -Techniken injizierten die Forscher die am besten durchführenden Gen-Editing-Komponenten in gesunde Spender-Eier, die mit dem Samen des Spenders neu befruchtet wurden. Dann analysierten die Forscher alle Zellen in den frühen Embryonen bei Einzelzell-Auflösung um zu sehen, wie effektiv die Mutation repariert wurde. Dieser Ansatz könnte den Weg für verbesserte IVF-Ergebnisse sowie eventuelle Heilungen für einige der Tausenden von (seltenen) Krankheiten, welche  durch Mutationen in einzelnen Genen verursacht werden, ebnen.

Obwohl Gen-Editing-Tools die potenzielle Fähigkeit besitzen, eine Reihe von seltenen und vererbten Krankheiten für für immer zu heilen, wird mit Bestimmtheit eine große Debatte über die ethischen und gesellschaftlichen Konsequenzen solcher Verfahren entstehen. Hier, aus der Sicht der Wissenschaftler, ist Dr. Izpisua Belmonte, einer der Forscher im Team, Mitglied des Komitees für die menschliche Genbearbeitung der Nationalen Akademien der Wissenschaften, Ingenieurwesen und Medizin. Er is Mit-Autor der 2016-Roadmap “Human Genome Editing: Wissenschaft, Ethik und Governance“. Die Forschung in der aktuellen Studie war vollständig in Übereinstimmung mit den Empfehlungen in diesem Dokument und folgt eng den Richtlinien von OHSU Institutional Review Board und zusätzlichen Ad- Hoc-Ausschüssen für wissenschaftliche und ethische Überprüfungen. Insgesamt ist sich das Forscherteam jedoch bewusst, dass die gewonnen Erkenntnisse zwar vielversprechend sind, jedoch immer noch vorläufige Ergebnisse darstellen und noch mehr Forschung notwendig sein wird, um sicherzustellen, dass keine unbeabsichtigten Effekte auftreten, um die Risiken und die Vor- und Nachteile realistisch bewerten zu können. Es sind diese Risiken und Vor- oder Nachteile, welche die Debatte in der Gesellschaft zur Akzeptanz der Ablehnung dieser Verfahren ausmachen werden; immerhin hat Gene-Editing das Potenzial, tiefgreifend in die Integrität des Menschen einzugreifen.

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About the Author
Joseph Gut - thasso Professor in Pharmakologie und Toxikologie. Experte in theragenomischer und personalisierter Medizin und individualisierter Arzneimittelsicherheit. Experte in Pharmako- und Toxiko-Genetik. Experte in der klinischen Sicherheit von Arzneimitteln, Chemikalien, Umweltschadstoffen und Nahrungsinhaltsstoffen.

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