Spätestens seit der Entwicklung von Crispr/Cas9 ist der Begriff Gentherapie in aller Munde. Vielfach wird er als eine Art Wundermittel gefeiert, mit dem alle Krankheiten geheilt werden sollen. Doch wie funktioniert Gentherapie eigentlich und welche ethischen Bedenken gibt es?

Geht es nach den Anhängern von Gentherapien, gehören unter anderem folgende Krankheiten in einigen Jahren oder Jahrzehnten der Vergangenheit an: Mukoviszidose, Hepatitis B, HIV, so manche Krebsart und wahrscheinlich noch einige andere (Erb-)Krankheiten.

Ihre Methode klingt einfach, ist aber äußerst komplex: Da letztlich alle Krankheiten auf Fehler im Erbmaterial, der DNA, zurückgehen, dürfte ein kranker Mensch doch geheilt werden, wenn die für die Krankheit verantwortlichen, mutierten Abschnitte in seinem Erbgut korrigiert werden.

Seit dem Humangenomprojekt weiß man, dass der Mensch in jeder Zelle etwa 25.000 Gene hat, also Abschnitte auf der DNA, die für ein bestimmtes Merkmal stehen.

Konkret heißt das, dass sie die Information enthalten, wie ein Stoff für den Körper hergestellt wird, zum Beispiel ein bestimmtes Protein.

Das alles passiert auf der Basis von nur vier Grundstoffen (Adenin, Cytosin, Thymin und Guanin), den Basen. Sie sind in Paaren angeordnet, die DNA in jeder Zelle hat mehr als drei Milliarden solcher Basenpaare.

Ein Enzym und ein Stück kopierter DNA

Den Ansatz, Menschen durch Eingriff in seine Gene zu heilen, gibt es schon lange, aber durch den Einsatz von Crispr/Cas-Systemen haben Gentherapien neuen Aufwind bekommen.

Denn Crispr/Cas soll unter anderem genauer sein als die bisherigen Methoden und somit auch ein geringeres Risiko haben, dass Patienten, die damit behandelt werden, durch eine Gentherapie nicht nur nicht gesund werden, sondern vielleicht noch zusätzlich krank werden.

In einigen Tierversuchen hat die Anwendung der oft "Genschere" genannten Therapie offenbar schon gut funktioniert. So wurden zum Beispiel in den USA Mäuse von einer ererbten Muskelschwäche und Ratten von einer erblichen Augenkrankheit geheilt.

Erste Studien mit Menschen sollen demnächst anlaufen - oder laufen schon, etwa in China. Doch wie funktioniert dieses Crispr/Cas-System überhaupt? Und welche Risiken hat es?

Auch Crispr/Cas hat Grenzen

Vereinfacht gesagt besteht das System (oder der Komplex) aus einem Protein, genauer gesagt einem Enzym, und einem Stück RNA. Die RNA ist gewissermaßen eine Kopie eines Teiles der DNA.

Diese Sequenz der RNA werde außerhalb des Körpers auf die zu verändernde Stelle im Gen zugeschnitten, erklärt der Humangenetiker Professor Wolfram Henn im Gespräch mit unserer Redaktion. In der entsprechenden Zelle finde der Komplex dann genau den zu korrigierenden Genabschnitt, er werde herausgeschnitten, der erwünschte Genabschnitt (der sich ebenfalls in dem Komplex befindet) eingefügt und die Stelle wieder verschlossen.

All das macht der Crispr/Cas-Komplex in Zusammenarbeit mit den Reparaturmechanismen in der Zelle selbst. Aber wie kommt er überhaupt dorthin? In der Vergangenheit wurden häufig Viren benutzt, um etwas in Zellen einzuschleusen.

Für den Crispr/Cas-Komplex seien die aber zu klein, schreibt die Zeitschrift "Spektrum der Wissenschaft“ in einer aktuellen Sonderausgabe zum Thema. Deswegen müsse die RNA direkt eingespritzt oder schon in den frühesten Embryonalstadien in die Zellen gebracht werden.

Wie weit geht man mit den Eingriffen ins Erbgut?

Es sei tatsächlich ein großes Problem – vielleicht das allergrößte – zu steuern, in welche Zellen der Reparaturkomplex hineinkommen solle, sagt auch Wolfram Henn.

"Die bisherigen Versuche finden über genetisch manipulierte Keimzellen statt: Wenn eine befruchtete Eizelle verändert ist, dann werden alle Tochterzellen und damit der sich daraus entwickelnde Organismus entsprechend verändert sein.“

Dennoch bleibt auch hier das Risiko sogenannter Off-Target-Effekte, dass also die falschen Zellen verändert werden oder die DNA, ausgelöst durch den Crispr/Cas-Eingriff, an einer anderen Stelle mutiert und so eine andere Krankheit hervorruft, zum Beispiel Leukämie.

Der Eingriff in die Keimbahn, wie Wissenschaftler Veränderungen in Keimzellen wie der Eizelle nennen, ist zudem eine ethische Frage. "Der Deutsche Ethikrat hat sich vor wenigen Wochen erst kritisch dazu geäußert, solche Versuche an menschlichen Embryonen zu machen“, sagt Wolfram Henn.

In den USA und in China würden sie bereits durchgeführt, bislang aber noch nicht mit dem Ziel, wirklich genetisch veränderte Embryonen bis zur Geburt zu bringen. "Niemand weiß, wie lange diese Zurückhaltung noch währen wird“, warnt der Humangenetiker.

T-Zellen gegen Krebs, Pillen gegen Magen-Darm-Erkrankungen

Das Thema Zurückhaltung spielt auch noch in einem anderen Punkt eine Rolle: So geben Kritiker zu bedenken, dass die Definition eines "genetischen Defekts“ so ausgedehnt werden könnte, dass am Ende tatsächlich das viel zitierte, maßgeschneiderte "Designerbaby“ stehen könnte.

Für kranke Menschen sind Gentherapien dennoch ein Grund zur Hoffnung. Die Zeitschrift Wirtschaftswoche hat erst kürzlich einige Projekte aufgelistet, auf deren Umsetzung etwa Krebspatienten sicher sehnsüchtig warten, zum Beispiel die CAR-T-Zellen-Therapie der Firma Juno Therapeutics in den USA, bei der die Abwehrzellen des Körpers, die T-Zellen, mit einem Gen versehen werden sollen, das gezielt Krebszellen angreifen soll.

Ein weiteres US-Unternehmen arbeite an einer Genschere gegen HI-Viren, ein französisches sei dabei, Crispr-Pillen gegen chronische Magen-Darm-Erkrankungen zu entwickeln. Zudem werde an neuen Methoden gearbeitet, Gene zu verändern, ohne die DNA zu zerschneiden.

Angesichts der ungeklärten medizinischen und ethischen Fragen, werde die Anwendung zahlreicher Gentherapien auf Basis von Crispr/Cas aber auf jeden Fall noch viele Jahre auf sich warten lassen, sagt Humangenetiker Henn.

Ein israelischer Forscher glaubt, dass Menschen bis zu 140 Jahre alt werden können. Über einen "selbst manipulierten Alterungsprozess" solle dies möglich sein.