Neue Geneditierung: Durchbruch bei Korrektur der Mukoviszidose-Mutation in menschlichen Lungenzellen

BerlinWissenschaftler des Broad Institute of MIT and Harvard sowie der University of Iowa haben eine neue Methode zur Genbearbeitung entwickelt, die bei der Behandlung von Mukoviszidose helfen könnte. Mukoviszidose ist eine häufige genetische Erkrankung, die zu einer Ansammlung von zähem Schleim in den Lungen führt, was Atemprobleme und Infektionen verursacht. Bisherige Behandlungen wie Trikafta haben das Leben der Patienten verbessert, können jedoch Nebenwirkungen wie Katarakte und Leberschäden verursachen und sind sehr teuer, mit Kosten von etwa 300.000 Dollar pro Jahr.

Prime Editing: Eine präzise Methode zur Genbearbeitung

Prime Editing ist eine neue und präzise Methode zur Bearbeitung von Genen. Sie zeigt vielversprechende Ansätze zur Korrektur der häufigen Mutation, die für Mukoviszidose verantwortlich ist, insbesondere im CFTR-Gen, das 85% der Mukoviszidose-Patienten betrifft. Im Gegensatz zu anderen Methoden erfordert Prime Editing keine Doppelstrangbrüche in der DNA. Diese Eigenschaft könnte es sicherer und effektiver machen.

Wissenschaftler haben die Prime-Editing-Methode genutzt, um die Mukoviszidose-Mutation in menschlichen Lungenzellen zu reparieren, wodurch die Zellfunktion auf ähnliche Werte wie durch das Medikament Trikafta gebracht wurde. Diese Methode kann DNA hinzufügen, entfernen oder verändern und verursacht weniger unerwünschte genetische Veränderungen als die CRISPR/Cas9-Technik.

Mutationen im CFTR-Gen verursachen Zystische Fibrose, indem sie die Funktion von Ionenkanälen in der Zellmembran stören. Die häufigste Mutation ist eine Deletion von drei Basenpaaren, bekannt als CTT-Deletion. Diese führt dazu, dass das Protein falsch gefaltet wird und abgebaut wird, was seine normale Funktion beeinträchtigt.

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Ein Forscherteam unter der Leitung von David Liu am Broad Institute hat sechs Änderungen vorgenommen, um das Prime Editing zu optimieren. Sie verbesserten die guide-RNAs, die den Bearbeitungsprozess steuern, modifizierten das Prime Editor Protein und erleichterten den Zugang zur Zielstelle.

Die Verbesserungen erzielten bedeutende Fortschritte. Sie erreichten eine Effizienz von 60 Prozent in menschlichen Lungenzellen und 25 Prozent in Patientenlungenzellen, im Vergleich zu weniger als 1 Prozent bei älteren Methoden. Zudem führte die neue Methode 3,5-mal weniger unerwünschte Änderungen herbei.

Um Fortschritte zu erzielen, müssen Forscher Wege finden, die Prime-Editing-Werkzeuge effizient zu verabreichen. Dies bedeutet, dass sie herausfinden müssen, wie sie diese Gen-Bearbeitungswerkzeuge sowohl in die Atemwege von Mäusen als auch von Menschen einführen können. Neue Techniken wie die Nutzung von winzigen Lipidpartikeln, die in die Lungen von Mäusen gelangen können, zeigen vielversprechende Ansätze für eine schnellere klinische Anwendung.

Die spannende Neuigkeit ist die Aussicht auf eine dauerhafte Behandlung für Mukoviszidose. Zurzeit müssen Patienten täglich Medikamente einnehmen. Wenn Gen-Editierungsverfahren wie das Prime Editing gut funktionieren, könnten sie den Bedarf an täglichen Behandlungen verringern und die Nebenwirkungen reduzieren.

Prime Editing markiert einen bedeutenden Fortschritt in der Gentherapie. Diese Methode ist präziser und weist weniger Nebenwirkungen auf als ältere Verfahren. Dennoch sollten wir vorsichtig optimistisch bleiben. Die nächste Herausforderung besteht darin, die effiziente Verabreichung dieser Therapie in den Körper zu verbessern. Gelingt den Wissenschaftlern das, könnte sich die Behandlung von Krankheiten wie zystischer Fibrose und anderen genetischen Erkrankungen revolutionieren – weg von dauerhaften Behandlungen hin zu möglichen Heilungen.