Biotechnologie Murks im Erbgut

Crispr-Cas in Aktion: stilisierte Darstellung der Genschere (grün hervorgehoben). Sie stammt aus einer hier zu sehenden Animation von Visual Science and Skoltech.

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  • Laut einer aktuellen Studie entstehen bei gentechnischen Eingriffen mit der beliebten Crispr-Cas-Methode mehr Schäden als bislang vermutet.
  • Die neuen Ergebnisse passen nicht zu den Resultaten früherer Untersuchungen.
  • Forscher warnen vor voreiligen Schlüssen.
Von Kathrin Zinkant

Es hat in den vergangenen fünf Jahren nur wenig gegeben, das den rasanten Aufstieg dieses Werkzeugs hätte bremsen können. Als günstig, schnell und vor allem hochpräzise gilt die Genschere Crispr-Cas, als "game changer" der Medizin. Erbleiden, Krebs, selbst Krankheiten wie Aids soll die Genschere heilen helfen. Firmen wurden gegründet, Patente angemeldet, klinische Studien auf den Weg gebracht. Crispr-Cas und die Möglichkeit, Gene exakt zu verändern - zu "editieren", wie es nun heißt - diese Revolution ist scheinbar nicht mehr aufzuhalten.

Doch der vergangene Montag hat gezeigt, dass das Vertrauen in die neue Gentechnik leicht zu erschüttern ist: Eine aktuelle Studie, veröffentlicht im Journal Nature Biotechnology, schürt Zweifel an der Präzision des umjubelten Werkzeugs. Wie die Autoren um den Genetiker Allan Bradley vom Wellcome Sanger Institute im britischen Hinxton berichten, konnten sie in mehreren Experimenten unerwünschte Beschädigungen des Erbguts durch Crispr-Cas nachweisen. Größere Abschnitte der DNA seien in den Versuchen verloren gegangen, auch an jenen Stellen, an denen der Präzisionsschnitt hätte erfolgen sollen. "Der beobachtete Schaden durch den Gebrauch von Crispr-Cas in teilungsfähigen Zellen könnte krankheitsrelevante Folgen haben", resümieren die Forscher.

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Bradley und seine Kollegen waren durch Zufall auf das Problem gestoßen, als sie den Einfluss der Schere auf die Aktivität von Genen untersuchten. Zwar machte Crispr-Cas, was es sollte: Das Werkzeug schnitt das Erbmolekül DNA an der gewünschten Stelle. Zugleich jedoch fanden auch jenseits der Schnittstelle erhebliche Veränderungen statt. Die Genetiker untersuchten diesen Effekt in verschiedenen Zellarten und an verschiedenen Schnittstellen im Genom. Teilweise fanden sie unerwartete Defekte der DNA in bis zu 20 Prozent der Fälle. Dabei gingen große Stücke DNA verloren, wurden umgedreht oder an einer falschen Stelle eingebaut.

Bald sollen die ersten Studien an Patienten beginnen

Für die Crispr-Cas-trunkene Biotechszene ist das alles andere als eine gute Nachricht, immerhin sollen derzeit die ersten Therapien gegen Krebs und den Aids-Erreger HIV am Menschen getestet werden, mehr als 200 Patienten werden dafür gerade rekrutiert. Und wie immer, wenn es um das Leben Schwerstkranker geht, geht es auch ums Geld.

Unternehmen wie Editas Medicine und Intellia Therapeutics beeilten sich am Montag, Zuversicht zu verbreiten. Sprecher der Firmen äußerten im Biotech-Nachrichtenportal Stat-News Zweifel an der Relevanz der Studie. Die verwendeten Zellen seien andere als jene, die in den geplanten Studien zum Einsatz kommen sollen. Man habe in Tierversuchen nach Fehlern gesucht, die durch Crispr-Cas oder andere Genscheren hätten entstehen können, ohne Befund. Von derlei Beschwörungen unbeeindruckt sackte der Aktienkurs der Unternehmen bis zu zehn Prozent ab.

Und es ist ja nicht das erste Problem, auf das die Forschung im Zusammenhang mit Crispr-Cas gestoßen ist. Vor wenigen Wochen vermeldeten zwei Teams, dass die Schere die Entstehung von Krebs begünstigen könne. Sie ist demnach besonders aktiv in Zellen, denen das übliche Selbsttötungsprogramm fehlt.

Wenn eine Zelle sich selbst aber nicht mehr aus dem Verkehr ziehen kann, sobald etwas schiefgeht, teilt sie sich immer weiter. Die beteiligten Forscher äußerten sich dennoch vorsichtig zur Bedeutung ihrer Arbeit für die Crispr-Welt. "Wir sagen nicht, dass Crispr schlecht oder gefährlich ist", kommentierte Jussi Taipale vom Karolinska Institutet in Stockholm. Wie immer in der Medizin sei lediglich Vorsicht geboten. Auch andere Forscher sahen keinen Grund zur Panik.

Viele Forscher bezweifeln, dass die neuen Ergebnisse den Siegeszug der Methode stoppen

Die neue Studie von Bradley und Kollegen ruft in der Wissenschaftlerszene nun sehr viel gemischtere Reaktionen hervor. Einige Experten halten das Papier für bedeutend. So zitiert Stat-News einen hochrangigen Forscher des Feldes mit der Aussage, die Arbeit sei "gut gemacht und glaubwürdig". Namentlich wollte der Wissenschaftler aufgrund seiner wirtschaftlichen Beziehungen zu Firmen nicht genannt werden. Doch allein war der Experte nicht mit seiner Kritik. "Diese wichtige Arbeit zeigt, dass die Crispr-Cas-Technik wesentlich unsicherer ist als gedacht", sagt Francesca Forzano, eine Fachberaterin für Genetik am Guy's & St. Thomas' NHS Foundation Trust.

Andere angesehene Forscher des Feldes sehen jedoch nach wie vor keinen Anlass, Crispr-Cas für untauglich zu erklären. Patrick Hsu von Salk Institute im kalifornischen La Jolla etwa kommentiert im Fachblatt Nature, dass man nicht generalisieren dürfe. Grundsätzlich bestehe ein Risiko des Verlustes großer DNA-Abschnitte nur, wenn die Crispr-Technologie zum Schneiden der DNA eingesetzt werde. Zahlreiche Anwendungen zielten jedoch darauf ab, lediglich einzelne Bausteine in Genen zu verändern oder Gene stumm zu schalten.

Dazu kommt, dass die aktuellen Ergebnisse im Widerspruch zu zahlreichen anderen Beobachtungen stehen. "Es hat bereits Studien gegeben, die das Ausmaß unerwünschter Mutationen durch Crispr-Cas untersucht haben. Dafür wurden ganze Genome sequenziert, ohne einen Hinweis auf unerwünschte Mutationen oder den Verlust oder den Einbau großer DNA-Stücke", sagt Christophe Galichet vom Francis Crick Institute in London.

Galichets Institutskollege Robin Lovell-Badge betont zudem, dass vor einer klinischen Anwendung der Crispr-Technik mit adäquaten Mitteln nach Fehlern gesucht werden müsse. "Das war immer klar", sagt der Biomediziner. "Aber die neuen Resultate geben keinen Anlass zur Panik oder dazu, das Vertrauen in die Crispr-Methode zu verlieren - wenn sie von Menschen angewandt wird, die etwas davon verstehen."

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