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Mit Genomchirurgie Krankheiten an ihrer Wurzel heilen

Ein Säugling in Philadelphia überlebt dank maßgeschneiderter CRISPR Korrektur einen tödlichen Enzymdefekt. Noch lässt sich das nicht auf Krebs anwenden, doch die Zukunft der Gentherapie hat begonnen.

Das Baby KJ wurde mit einer seltenen Genmutation geboren, durch das ihm ein Enzym fehlt, welches Eiweiß aus der Nahrung vollständig abbaut. Die Folge: Das Zwischenprodukt Ammoniak steigt im Blut stark an und kann das Gehirn schädigen. Betroffene Kinder müssen eine restriktive, proteinarme Diät halten und Medikamente einnehmen. Dennoch stirbt die Hälfte bereits im Säuglingsalter. KJs Ärzteteam entdeckte die Erkrankung, als er wenige Tage alt war. Nach etwa sieben Monaten wagen sie bei ihm eine neuartige Gentherapie, entwickelt einzig und allein abgestimmt auf seine Mutation: Sie schicken eine so genannte Genschere (s. Infokasten) zweimal über das Blut zu seiner Leber und korrigieren den Genfehler.

Genchirurgie: Mit der Genschere Erbgut reparieren

Zwei Wissenschaftlerinnen bewiesen 2012, dass ein molekulares Werkzeug namens CRISPR-Cas9 die DNA an einer festgelegten Stelle zerschneiden kann. Für diese „Genschere“ erhielten Emmanuelle Charpentier und Jennifer A. Doudna 2020 den Chemie-Nobelpreis.

Stellt man sich das Erbgut als riesiges Buch vor, lassen sich mit der Genschere wie mit einem Textbearbeitungsprogramm gezielt Tippfehler korrigieren. Sie schneidet die DNA an der gewünschten Stelle, das aktiviert den Reparaturmechanismus der Zelle. Gibt man der Zelle das intakte Gen vor, baut sie dieses in die fehlerhafte Passage ein. Allerdings durchtrennt die erste Generation der Genschere beide DNA-Stränge, was die Fehlerquote bei der Reparatur erhöht. 

Mittlerweile ist die Technik deutlich verfeinert, etwa durch das sogenannte Base Editing. Diese Methode, die bei KJ zum Einsatz kam, schneidet die DNA nicht mehr, sondern korrigiert gezielt einzelne Buchstaben. Sie arbeitet schonender und präziser als das klassische CRISPR-Cas9.

Dies war die weltweit erste Anwendung einer personalisierten Therapie mit der Genschere am Menschen - und sie zeigte Wirkung: KJs Stoffwechsel stabilisierte sich, er vertrug mehr Eiweiß, benötigte weniger Medikamente und konnte mit zehn Monaten die Klinik verlassen. 

Neue Ära der personalisierten Medizin 

Für die weltweit rund 240 Millionen Menschen mit seltenen genetischen Leiden, für die es oft keine wirksamen Therapien gibt, ist der Eingriff ein Meilenstein. Er könnte den Auftakt zu einer Medizin markieren, die an der genetischen Ursache ansetzt. Auch Krebs beruht oft auf Mutationen, die bislang nicht direkt korrigiert werden können. Bisherige personalisierte Ansätze können nur an den Folgen angreifen: Meist fehlerhaft arbeitende Stoffwechselproteine. Die jüngsten Entwicklungen eröffnen eine ganz neue Perspektive für die Präzisionsmedizin.

Hoffnung auf zukünftigen Einsatz bei Krebs

Prof. Frank Buchholz vom NCT/UCC Dresden ist sowohl Experte für moderne, molekulare Krebstherapien als auch international führend auf dem Gebiet des Genom Editings. Zum Fall KJ sagt er: „Die Langzeitwirkungen muss man natürlich noch abwarten.“ Aus seinem eigenen Labor kann er berichten: „Wir verfolgen tatsächlich seit längerem den Ansatz, Gen-Editierung auch als Krebstherapie einzusetzen.“ Tatsächlich hat es seine Arbeitsgruppe bereits geschafft, das am häufigsten bei Krebs mutierte Gen „TP53“ erfolgreich zu reparieren – allerdings nur in Krebszelllinien. Die Anwendung im Menschen bleibt eine Herausforderung. „Wir haben eine Förderzusage vom BMFTR, um dieses Konzept in eine Therapie umzusetzen“, berichtet er. „Solide Daten zur Therapiesicherheit, Produktionsprozesse für größere Bedarfe und tragfähige Finanzierungsmodelle entscheiden darüber, wie schnell aus Innovation klinische Routine wird“, so Buchholz.

Translation in Rekordzeit

Was der Fall KJ zeigt: Wie schnell die Anwendung einer Innovation möglich ist, wenn Forschung, Klinik, Hersteller und Regulatoren zusammenarbeiten. „Dass innerhalb von sieben Monaten, nachdem das Kind geboren wurde, diese Behandlung stattfinden konnte, das hat es so noch nie gegeben. Das ist extrem bemerkenswert und zeigt ein bisschen, wie es funktionieren könnte“, sagt Prof. Buchholz. „Genau dieses Zusammenspiel ist der Flaschenhals vieler innovativer Ansätze; der Fall demonstriert, dass schnelle Translation machbar ist, wenn alle Akteure an einem Strang ziehen. In Deutschland sind wir da häufig eher risikoscheu“, resümiert er.  

Tempo machen – aber sicher: Was Deutschland plant

Das BMFTR hat eine Nationale Strategie für gen- und zellbasierte Therapien (GTC) entwickelt, um den Zugang zu sicheren, wirksamen und bezahlbaren Therapien deutlich zu verbessern. Dafür beauftragte das Ministerium das Berlin Institute of Health (BIH), das bis Mitte 2024 gemeinsam mit 150 Expertinnen und Experten ein umfassendes Strategiepapier erarbeitete. Dieses dokumentiert erstmals übersichtlich die regulatorischen, technologischen und wirtschaftlichen Voraussetzungen für GTC in Deutschland. 

Eineinhalb Jahre später befindet sich bereits ein erster Teil der Strategie in der Umsetzung: 30 von 91 geplanten Maßnahmen sind gestartet. Das zentrale Ziel bleibt unverändert der Zugang von Betroffenen zu sicheren, wirksamen, bezahlbaren gen- und zellbasierten Therapien sowie die Stärkung des Forschungsstandorts Deutschland. 

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