Genchirurgie Verrückt nach Crispr

Eine DNA-Doppelhelix. Das neue Werkzeug der Genchirurgie heißt Crispr.

(Foto: Angelika Warmuth/dpa)

Die Revolution der Biomedizin ist in vollem Gang. Erstmals wird das jüngste Werzeug des Gene Editing auch in Patienten eingesetzt. Frei von Risiken ist dieser Schritt nicht.

Von Kathrin Zinkant

Ende Oktober soll es sie gegeben habe, die Zeitenwende in der Medizin. Weit weg, an einer chinesischen Universitätsklinik in der Millionenstadt Chengdu, soll ein Todkranker als erster Mensch mit diesem neuen Werkzeug behandelt worden sein. Crispr-Cas9 heißt es, als "game changer" wird es oft bezeichnet. Im Fall des chinesischen Patienten, so berichtete Nature vor wenigen Tagen, sind mit Hilfe des Werkzeugs Immunzellen verändert worden - außerhalb des Körpers, im Labor. Crispr-Cas9 hat demnach ein Gen ausgeschaltet, das die Immunzellen in ihrem Kampf gegen den Lungenkrebs des Mannes behindern könnte. Jetzt, da die veränderten Zellen zurück im Blut des Patienten sind, sollen sie den Krebs attackieren.

Es wird noch viele Monate dauern, bis sich über den Verlauf dieses ersten Menschenversuchs mit Crispr etwas sagen lässt, über Details des Experiments wollte der Studienleiter Lu You von der Sichuan University in Chengdu sich nicht äußern. Dennoch ist die Studie an insgesamt zehn Schwerstkranken ein nächster Schritt hinein in eine Welt, die sich viele schon als "Crispr-Welt" ausmalen. Das Erbgut jedes Lebewesens darin soll gezielt verändert, verbessert, korrigiert werden können. Und selbst wenn das dafür nötige Werkzeug in 20 Jahren gar nicht mehr Crispr im Namen trägt - so wie sich die Dinge derzeit entwickeln, könnte eine solche Welt tatsächlich Wirklichkeit werden.

Die Aufbruchstimmung in der Biomedizin lässt jedenfalls nicht nach, seit die französische Mikrobiologin Emmanuelle Charpentier und die amerikanische Chemikerin Jennifer Doudna vor vier Jahren dieses neue Instrument namens Crispr-Cas9 vorstellten. Das Werkzeug aus Bakterien kombiniert die programmierbare genetische Sonde Crispr (für Clustered regularly interspaced short palindromic repeats) mit einer genetischen Schere, also einem Enzym, das DNA schneiden kann. Die Sonde wird nach Wunsch mit dem passenden biologischen Code für ein gewünschtes Gen ausgestattet. Ist dieses gesuchte Gen mithilfe der Sonde in der DNA einer Zelle gefunden, schneidet die Schere das Erbgut an exakt der richtigen Stelle durch. Der Schnitt kann das Gen auf diese Weise leicht ausschalten, es kann mit etwas mehr Aufwand aber auch verändert, ersetzt oder sogar um ein paar Gene erweitert werden. Wissenschaftler sagen auch: editiert.

Crispr ist hochpräzise. Doch die kleinste Fehlerrate kann zu Nebenwirkungen führen

In der Praxis haben Forscher aus allen Bereichen der Lebenswissenschaften mit dem einfachen Schnitt inzwischen Dinge getan, die zuvor unmöglich erschienen. Schweine zum Beispiel lassen sich mithilfe von Crispr von all jenen Störfaktoren im Schweineerbgut befreien, die Xenotransplantationen bislang behinderten, dazu gehören insbesondere Viren, die sich ins Genom der Tiere integrieren. In ausgewachsenen Mäusen wiederum gelang es, die fehlerhaften Teile jenes Gens auszuschalten, die beim Menschen für die Zystische Fibrose verantwortlich sind - ein Erbleiden, das eines von 3500 männlichen Babys betrifft.

Absoluten Spezialisten vorbehalten war vor Crispr auch die Entwicklung von Mausmodellen für Krankheiten des Menschen: Die dafür nötigen genetischen Veränderungen, wie der Knock-out eines Fettleibigkeitsgens, ließen sich nur durch aufwendige Manipulation von Mausembryonen erzielen. Danach war noch eine Inzucht nötig. Der Vorgang dauerte mindestens 18 Monate. Mehrere Gene gleichzeitig auszuschalten, war dabei gar nicht möglich. Inzwischen reicht es aus, die Eizellen vor der Befruchtung mit Crispr zu behandeln. "Vorher musste man, um eine Knockout-Maus zu machen, ein paar besondere Fähigkeiten mitbringen", sagte Rudolf Jaenisch vom Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, vor wenigen Tagen in Science. Jaenisch hatte binnen weniger Monate nach dem Bekanntwerden von Crispr-Cas9 eine fünffache Knockout Maus hergestellt und beschrieben.

Sein Fazit: "Jetzt kann es jeder Idiot machen". Kann jeder "Idiot" bald auch Menschen mit Crispr-Therapien behandeln? So einfach ist es sicherlich nicht. Abgesehen von den Chinesen plant derzeit auch ein Team um den angesehenen Immunologen Carl June von der University of Pennsylvania eine Studie mit Crispr-Zellen an Patienten mit verschiedenen Krebserkrankungen. Sie werden ebenfalls T-Zellen erhalten, die ihnen selbst zuvor entnommen und dann verändert wurden, in diesem Fall allerdings an gleich drei Positionen im Erbgut. June will zunächst beobachten, ob die Patienten die Therapie überhaupt vertragen, ob das Verfahren sicher ist. Denn Crispr gilt zwar als einfach einzusetzen und auch als extrem präzise - aber selbst eine geringe Fehlerrate kann ab einer gewissen Zahl von Zellen zu Buche schlagen. Unter solchen Umständen könnten fehlerhafte Schnitte im Erbgut der T-Zellen zu Lymphomen führen. In der genetischen Therapie von Erkrankungen hat man auch andere Risiken schon auf bittere Weise kennenlernen müssen: So starb ausgerechnet an der University of Pennsylvania vor 17 Jahren ein 18-Jähriger, der an einer genetischen Lebererkrankung litt. Mit einer Gentherapie versuchten die Ärzte damals, Jesse Gelsingers Leiden zu heilen. Die Behandlung kostete ihn binnen weniger Tage das Leben, weil sein Immunsystem außer Kontrolle geriet. Es gibt im Fall der Crispr-Therapien ähnliche Bedenken. Boris Fehse vom Universitätsklinikum in Hamburg-Eppendorf, der seit zwanzig Jahren auf dem Gebiet der genetischen Therapien arbeitet, hat schon mehrfach vor Immunreaktionen auch gegen Crispr-Cas9 gewarnt. "Das System stammt schließlich aus Bakterien." Und gegen die weiß sich ein Körper oft noch zu wehren.