Page 27 - Das Magazin 2017
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Juni 2017
  Die Reparatur von Doppelstrangbrüchen ist jedoch fehleranfällig, sodass es häufig zu einem Verlust oder auch zu einem zusätzlichen Einbau von DNA-Bausteinen kommt. Da dies meist mit einem veränderten Leserah- men bei der Umschreibung der DNA auf dem Weg zum Eiweiß vergesellschaftet ist, nutzt man diesen Mechanis- mus in der Forschung, um Gene gezielt auszuschalten. Hier wird auch eine derzeit noch bestehende Limitation des Systems deutlich:
Ein Gen auszuschalten, ist ganz offensicht- lich nicht das Ziel einer therapeutischen Anwendung bei erblichen Gefäßfehlbildun- gen wie der Kavernomatose.
Zwar besteht prinzipiell mit dem CRISPR/Cas9-System die Möglichkeit, einzelne Bausteine der DNA gezielt auszu- schneiden, auszutauschen oder fehlende Bereiche ein- zubauen, dies ist jedoch nicht nur deutlich schwieriger, sondern in den meisten Fällen auch weniger effizient.
Grenzen und Herausforderungen des CRISPR/Cas9-Systems
Mit dem CRISPR/Cas9-System sind auch für die Behand- lung von verschiedenen Erkrankungen Hoffnungen ver- bunden. Im Oktober 2016 wurden in China einem an Lungenkrebs erkrankten Patienten mittels CRISPR/Cas9 erstmals genetisch veränderte Abwehrzellen verab- reicht. In dem Therapieversuch, der sich derzeit noch in
einem sehr frühen Stadium befindet, entnahmen chine- sische Krebsspezialisten dem Patienten Abwehrzellen, schalteten mit CRISPR/Cas9 ein Eiweiß aus, das die Im- munantwort normalerweise abbremst, und vermehrten die genetisch veränderten Zellen in Kultur. Die Ärzte hof- fen nun, dass die veränderten Zellen nach deren Rück- führung in den Patienten die Krebszellen angreifen und zerstören.
Eine breite therapeutische Anwendung der Genome- ditierung direkt an Patienten mit z.B. familiären Kaver- nomen ist derzeit jedoch nicht absehbar. So ist nicht geklärt, wie der CRISPR/Cas9-Komplex spezifisch in die jeweiligen Körperzellen in unterschiedlichen Geweben gelangen könnte. Oftmals handelt es sich dabei um Zel- len, die sich nicht mehr teilen. Bei der Kavernomatose beispielsweise müsste der CRISPR/Cas9-Komplex gezielt in Gefäßwandzellen von kleinen Hirngefäßen gesteu- ert werden, um hier genetische Veränderungen in den CCM-Genen zu „korrigieren“. Spezielle Verpackungssys- teme für ein in ausdifferenzierten Endothelzellen wirk- sames CRISPR/Cas-System müssten entwickelt werden, die ihrerseits jedoch mit einem Nebenwirkungspotential verbunden sein können.
Trotz der großen Genauigkeit des CRISPR/Cas9-Systems wird in Zellkulturen zudem immer wieder beobachtet, dass neben der eigentlichen Zielsequenz auch andere, weit entfernte Bereiche des Genoms verändert werden.
Solche „Off-Target-Effekte“ sind schwer vorherzusagen und die hierdurch gesetzten Schäden derzeit nicht einzuschätzen.
      Abb. A: Gezielte Veränderung der Erbinformation Abb. B: Reparaturmechanismus
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