Bearbeitung von Genen Sauberer Schnitt in die menschliche Evolution

Die doppelte Helix-Struktur eines menschlichen DNA-Strangs

(Foto: dpa)

Eine neue Genetik erlaubt präzise Eingriffe in das menschliche Erbgut. Befürworter hoffen auf das Ende von Krebs und Diabetes. Kritiker befürchten die Manipulation von Embryonen.

Von Kathrin Zinkant

Das Napa Valley ist zu Jahresbeginn kein schlechter Ort für eine kleine Reise. Während anderswo noch Tristesse herrscht, explodiert zwischen den Rebstöcken Kaliforniens das Leben. Die strahlend gelbe Senfblüte beginnt, und mit ihr strömen Erholungswillige, Hochzeitspaare, Weinliebhaber ins berühmte Tal. Bisweilen kommen aber auch Forscher hinzu, wie vor wenigen Wochen, als sich eine Gruppe namhafter Wissenschaftler ins idyllische Carneros zurückzog. Unter ihnen: der Nobelpreisträger Paul Berg und einer der Pioniere der Gentechnik, David Baltimore vom California Institute of Technology in Pasadena. Der Anlass des Treffens war ernst. Die Forscher mussten reden. Über ein recht junges, aber schon weit verbreitetes Verfahren, das sogenannte Genome Editing oder Genomic Engineering. Es gestattet mit nie da gewesener Präzision einen Eingriff ins Erbgut aller Lebewesen, auch in das des Menschen. Und - bislang theoretisch - auch in das Erbgut von menschlichen Keimzellen oder Embryonen, die durch künstliche Befruchtung entstehen. Ob das aber wirklich noch Theorie ist?

Daran äußern die Experten jetzt erhebliche Zweifel. Deshalb das Treffen, und deshalb warnen die Teilnehmer der Versammlung in Napa nun auch in der aktuellen Ausgabe des Wissenschaftsmagazins Science davor, diese Entwicklung zuzulassen. Sie fordern zum Innehalten auf. Und sie sind nicht allein. Bereits in der vergangenen Woche hatte ein Team um den amerikanischen Biochemiker und Biotechunternehmer Edward Lanphier im Konkurrenzjournal Nature Alarm geschlagen: "Es ist anzunehmen, dass in Kürze Studien zur Veränderung der DNA in menschlichen Embryonen mit den Werkzeugen des Genome Editing veröffentlicht werden." Die Autoren wollen ebenfalls ein Moratorium. Es wäre erst das vierte Mal in der Geschichte der modernen Forschung, dass Wissenschaftler sich freiwillig Grenzen setzen.

Die Menschheit könnte ihre eigene Evolution in die Hände nehmen

Was aber sind das für Verfahren, die zwei Dutzend anerkannte Bioethiker und Genetiker auf den Plan rufen? Im Kern geht es um drei ausgesprochen präzise Schneidewerkzeuge bakteriellen Ursprungs, deren Namen teils komplizierter sind als ihre Funktion (siehe "Drei Methoden, ein Prinzip" am Ende des Artikels). Das älteste dieser Instrumente, die sogenannte Zinkfingernuklease, wurde in den späten 1990er-Jahren entwickelt. Zehn Jahre später fanden Wissenschaftler der Universität Halle-Wittenberg einen weiteren Mechanismus in Bakterien der Paprika, aus dem wenig später die sogenannten TALENs-Gen-Scheren hervorgingen. Das dritte System, CRISPR-Cas9 genannt, ist sogar nur drei Jahre alt und gilt trotzdem schon als Methode der Wahl für die gezielte Bearbeitung von Genen. Es ist am einfachsten anzuwenden und hinterlässt dabei nicht mal erkennbare Spuren einer Manipulation.

Entwickelt wurde CRISPR ("Krisper" ausgesprochen) von zwei Frauen: Die eine ist die Immunbiologin Emanuelle Charpentier vom Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung in Braunschweig. Sie sieht die Lage ebenfalls kritisch: "Es gibt in der Tat neue Entwicklungen, die eine ethische Debatte über die Anwendungen des CRISPR-Cas9-Systems nahelegen." Die zweite Forscherin, Jennifer Doudna von der University of Berkeley in Kalifornien, hat das Treffen in Napa initiiert und führt die Riege von angesehenen Forschern an, die in Science jetzt warnen: "Die Einfachheit der Methode erlaubt es jedem Wissenschaftler mit molekularbiologischen Kenntnissen, Genome zu verändern und Experimente durchzuführen, die zuvor schwierig oder sogar unmöglich waren."

Eingriff in die Keimbahn

Dass dies keine Übertreibung ist, zeigen zahllose wissenschaftliche Arbeiten, die dank CRISPR bereits veröffentlicht wurden. In der Pflanzengenetik ist die Redigatur des Erbguts längst Routine. Auch die experimentelle Biomedizin kennt kaum noch Alternativen zum Genome Editing: denn ob in einzelnen Körperzellen oder gleich in kompletten Tieren: Gene lassen sich jetzt nicht nur spielerisch verändern. Das Genome Editing erlaubt derart saubere Schnitte im Erbgut, dass fantastische Therapien greifbar erscheinen. So untersucht Edward Lanphiers Unternehmen Sangamo BioSciences derzeit eine Behandlung an Patienten, die mit dem Immunschwächevirus HIV infiziert sind: Mithilfe von Zinkfingernukleasen sollen die entscheidenden Eintrittspforten auf den Zielzellen des Patienten so verändert werden, dass der Aids-Erreger gar nicht mehr in diese Zellen hineingelangen kann. Ähnliche Gentherapien werden derzeit für einige Krankheiten entwickelt, die sich im Erbgut einkreisen lassen - von der Zystischen Fibrose über die Sichelzellenanämie bis hin zu Alzheimer.

Mit diesen Fortschritten haben die Warner aus der Szene aber noch gar keine Probleme. Ihnen geht es um die Frage, was passiert, wenn man das Konzept tatsächlich auf menschliche Embryos, Eizellen und Spermien anwendet. Für den Menschen, der dabei entstünde, machte das kaum einen Unterschied. Für seine Nachkommen aber hätte der Eingriff fundamentale Konsequenzen, und zwar nicht allein für die eigenen Kinder, sondern für sämtliche folgenden Generationen. Die Veränderung des Erbguts bliebe nicht auf Organe, Immunsystem oder Blut des Individuums beschränkt, sie würde in die sogenannte Keimbahn eingeschleust. Biologen verstehen darunter jene Abstammungslinie von Zellen, die von Spermien oder Eizellen über Befruchtung, Geburt und Entwicklung eines Menschen erneut zu Spermien oder Eizellen führt - aus denen dann wieder Leben hervorgeht und weitere neue Keimzellen entstehen. Diese Linie endet nie. Und während alle Körperzellen eines Menschen früher oder später vergehen und ihre Gene damit von selbst verschwinden, erlangt eine Veränderung innerhalb der Keimbahn Unsterblichkeit. Sie bleibt und lenkt das Schicksal der Menschheit. Sie könnte auf diese Weise ihre eigene Evolution in die Hand nehmen.