Tabubruch schockiert Genforscher

Braunschweig.  Die Gen-Schere Crispr-Cas9 revolutioniert die Gentechnik. Doch die Geburt von Crispr-Babys erntet Kritik.

Der chinesische Genforscher He jiankui spricht am 29. November 2018 bei der Konferenz „International Summit of Human Genome Editing“ an der Universität in Hongkong. Kurz zuvor hatte er die Geburt der ersten gentechnisch veränderten menshlichen Babys verkündet.

Der chinesische Genforscher He jiankui spricht am 29. November 2018 bei der Konferenz „International Summit of Human Genome Editing“ an der Universität in Hongkong. Kurz zuvor hatte er die Geburt der ersten gentechnisch veränderten menshlichen Babys verkündet.

Foto: S.C. Leung / action press

„Ich bin stolz auf meine Tat“, erklärte He Jiankui am 29. November bei einer Konferenz über Genom-Editierung in Hongkong. Diese Tat, von He kurz zuvor in einem Youtube-Video verkündet, lenkte die Aufmerksamkeit der ganzen Welt auf die ansonsten medial wohl nur mäßig interessante Tagung. Denn He behauptet, er habe die Gen-Schere Crispr-Cas9 verwendet, um im Erbgut menschlicher Embryonen das Gen CCR₅ auszuschalten und sie dadurch resistent gegen das Aids auslösende HI-Virus zu machen. Solche Eingriffe in die menschliche Keimbahn sind auch unter Genforschern ausgesprochen umstritten.

So wies eine Gruppe Biologen 2015 im Fachmagazin „Science“ auf die Gefahren des Missbrauchs von Gen-Scheren hin. Erstautorin des Artikels war Jennifer Doudna, die Crispr-Cas9 mit der für einige Jahre in Braunschweig forschenden Emmanuelle Charpentier entwickelt hat. Doudna und ihre Kollegen forderten ein weltweites Moratorium: Wissenschaftler sollten sich verpflichten, auf Eingriffe in die menschliche Keimbahn, also in Spermien, Eizellen oder Embryos, zu verzichten. Kurz darauf warnten Genforscher im Fachmagazin „Nature“, dass Experimente in menschlichen Keimzellen die Genom-Editierung in Verruf bringen könnten. Die Techniken böten großes Potenzial zur Heilung von Krankheiten, schrieben die Autoren. Das Problem bei Eingriffen in die Keimbahn sei aber, dass sie anders als die üblichen Gentherapien nicht auf den behandelten Patienten beschränkt seien, sondern vererbt würden. Deswegen forderten die Wissenschaftler einen Verzicht auf solche Versuche und eine öffentliche Diskussion über die Grenzen der Gentechnik.

Doch bereits einen Monat später berichtete eine chinesische Forschergruppe, dass sie mit Hilfe von Crispr-Cas9 in nicht lebensfähigen menschlichen Embryonen das Gen, das die tödliche Blutkrankheit Beta-Thalassämie hervorruft, ausgeschaltet hätten.

He hat nun offenbar den nächsten Schritt gemacht und nicht nur Gene in Keimzellen verändert, sondern die Embryonen anschließend eine Frau eingepflanzt, die zwei gesunde Mädchen zur Welt gebracht haben soll ­– ein Tabubruch.

Kollegen des Genforschers verurteilten dessen Experimente umgehend als unethisch. Der Nobelpreisträger und Organisator der Konferenz in Hongkong, David Baltimore, bezeichnete Hes Tat als „unverantwortlich“. Der Eingriff sei medizinisch nicht notwendig gewesen. Francis S. Collins, der Direktor der Nationalen Gesundheitsinstitute (NIH) in den USA , sprach von einer „zutiefst verstörenden Bereitschaft von Dr. He und seinem Team, internationale ethische Normen zu missachten.”

Der Vorsitzende des Deutschen Ethikrats, Professor Peter Dabrock, sprach gar von einem möglichen „Super-Gau“ für die Wissenschaft, der nun ein „irreparabler Vertrauensbruch in einer der viel versprechendsten Entwicklungen der letzten Jahrzehnte“ drohe. Inzwischen haben sich auch die Entwickler der Technik von den Versuchen distanziert. „He Jiankui hat eindeutig eine rote Linie überschritten, vor allem weil er bei seiner Forschung die Sorgen der internationalen wissenschaftlichen Gemeinschaft in Bezug auf die Editierung menschlicher Keimbahnen ignoriert hat“, teilte Emmanuelle Charpentier mit.

Guido de Wert, Professor für Ethik in der Reproduktionsmedizin an der Universität Maastricht, lehnt Eingriffe in die Keimbahn zwar nicht kategorisch ab. Es gebe aber „viel bessere Fälle, mit denen man beginnen kann“, sagte er dem Science Media Center Deutschland. Denn auch mit anderen Verfahren lasse sich sicherstellen, dass Kinder von HIV-positiven Vätern sich nicht mit dem Virus infizieren.

He wiederum gab an, der Vater habe durch die Geburt der Zwillinge wieder Hoffnung im Leben gefunden: „Er hat mitgeteilt, er werde hart arbeiten, Geld verdienen und für den Rest seines Lebens für seine zwei Töchter und seine Frau sorgen“, sagte He in Hongkong.

Crispr-Cas demokratisiert die Gentechnik

Charpentier und Doudna hatten die Gen-Schere als Teil des Immunsystems von Bakterien entdeckt und ihren Fund 2012 veröffentlicht. Schnell erkannten sie das Potenzial, das im Crispr-Cas-System steckt. Denn bei dem Leitmolekül, das das Schneide-Enzym Cas9 zum richtigen Abschnitt im Erbgut lotst, handelt es sich nicht um ein komplexes, und damit schwer herzustellendes Protein, sondern um eine einfache Abfolge der vier RNA-Basen, die das Gegenstück zu den Bausteinen der DNA bilden. Eine solche Basensequenz lässt sich in beliebiger Kombination leicht synthetisieren.

„Das Crispr-Cas9-System ist billiger, effizienter, schneller und präziser“, fasst Charpentier die Vorzüge des Werkzeugs gegenüber den Methoden der klassischen Gentechnik zusammen. Das hat die Gentechnik in gewisser Weise demokratisiert: Forschergruppen in kleinen Instituten überall auf der Welt können das System nutzen. „Die Revolution ist bereits im Gange. Viele Forscher haben auf genau dieses Werkzeug gewartet“, sagte Charpentier unserer Zeitung im Sommer 2014.

Selbst kleine Start-Up-Unternehmen können sich diese Forschung leisten. Das führt nicht nur dazu, dass Gentechnik etwa in der Pflanzenzucht nicht mehr auf große internationale Konzerne wie Bayer beschränkt ist. Es ermöglicht auch regionale Interessen in den Blick zu nehmen und beispielsweise Pflanzen zu entwickeln, die nicht auf einen globalen Markt zielen, sondern für die Bedingungen vor Ort optimiert werden.

Resistente Pflanzen, Transplantate, Heilung von Erbkrankheiten

Allerdings hat der Europäische Gerichtshof mit seiner Entscheidung im Juli dieses Jahres, mittels Crispr-Cas hervorgerufene Punktmutationen in Pflanzen genauso zu regulieren wie das Einbringen artfremden Erbguts, kleinen Unternehmen dieses Werkzeug in Europa sogleich wieder aus der Hand genommen. Denn die aufwendige Zulassung neuer Sorten nach dem Gentechnik-Recht können sie sich nicht leisten.

Doch die Möglichkeiten der Genom-Editierung sind gewaltig. Mit Crispr-Cas können Gene ausgeschaltet oder inaktive Gene wieder aktiviert werden. Letzteres kann sinnvoll sein, wenn im Laufe der Züchtung hilfreiche Merkmale verloren gegangen sind. Bei Pflanzen können das beispielsweise Resistenzen gegen Krankheiten sein, die in wilden Sorten vorkommen, nicht aber in modernen Hochleistungssorten. Die dafür verantwortlichen Gene sind weiterhin im Erbgut vorhanden, wurden aber durch zufällige Mutationen deaktiviert. Auch das Abschalten von Genen kann zu gewünschten Eigenschaften führen. Auf diese Weise lässt sich etwa Weizen resistent machen gegen Mehltau, eine Pilzkrankheit, die weltweit verbreitet ist und zu hohen Ernteverlusten führen kann.

Bei Ratten und Mäusen wiederum werden Gene abgeschaltet und verändert, um Hinweise auf deren Funktion zu erhalten. In Südamerika und Afrika wollen Wissenschaftler die Ausbreitung von Infektionskrankheiten verhindern, indem sie durch Genom-Editierung veränderte Stechmücken freisetzen, die keine lebensfähigen Nachkommen produzieren können. In China wurde das Erbgut von Schweinen so umfangreich umgeschrieben, dass ihre Organe für Transplantationen geeignet sind. Sie bilden keine Antigene mehr aus, die beim Menschen Abstoßungsreaktionen hervorrufen. Vor allem aber werden Bakterien in den Blick genommen: Sie werden in Bio-Reaktoren zur Herstellung interessanter Substanzen verwandelt oder per Gen-Schnitt an der richtigen Stelle ihrer Resistenz gegen Antibiotika beraubt.

Eine andere mögliche medizinische Anwendung ist die Heilung von Chorea Huntington. Diese bei Erwachsenen auftretende neurodegenerative Erbkrankheit entsteht durch eine mutierte Version des Proteins Huntingtin, das falsch gefaltet wird und dadurch vom Körper nicht mehr abgebaut werden kann. Huntingtin-Ablagerungen zerstören fortschreitend Zellen im Gehirn, was zunächst zu psychischen Störungen und unkontrollierbaren Bewegungen führt. Die Krankheit endet immer tödlich.

Ursache des todbringenden Huntingtins ist eine Mutation auf dem kurzen Arm des vierten Chromosoms. Bei gesunden Menschen wiederholt sich in dem Abschnitt, der für das Huntingtin codiert, eine kurze Sequenz bis zu 35 Mal. Ab 36 Wiederholungen tritt Chorea Huntington auf. Diese Mutation muss lediglich auf einem der beiden vierten Chromosomen vorliegen, um die Erkrankung auszulösen. Der genetische Auslöser der Krankheit ist also genau bekannt, was sie ideal eignet für eine Behandlung mittels Gentherapie. Tatsächlich berichteten Forscher im Oktober 2015 in „Science“, dass es ihnen gelungen ist, das entsprechende Gen in Mäusen mit Crisprs-Cas9 auszuschalten – was allerdings dazu führte, dass die Mäuse überhaupt kein Huntingtin mehr produzierten, weil die Allele in beiden Chromosomensätzen deaktiviert wurden. Welche Funktion das unmutierte Protein hat, ist noch nicht vollständig aufgeklärt.

Das Beispiel zeigt aber, wie rasant die Fortschritte bei der Genom-Editierung sind. Denn bereits im September 2016 gelang es einer anderen Forschergruppe, ihre Gen-Schere ausschließlich krankhaft mutierte Huntingtin-Allele anvisieren zu lassen und gesunde zu verschonen. Die Heilung von Chorea Huntington bei Menschen, die von ihren Eltern ein gesundes und ein krankmachendes Huntingtin-Allel vererbt bekommen haben, würde in greifbare Nähe rücken, sollte es gelingen, den gentechnischen Eingriff (bei vertretbaren Risiken) im Gehirn von Betroffenen durchzuführen.

Eine Technologie, die die Welt verändern könnte

Mit den Experimenten He Jiankuis droht die Technologie als Ganzes diskreditiert zu werden. Das erklärt, warum selbst im wissenschaftsethisch wenig strikten China die Reaktionen zum Teil harsch ausfallen. „Direkte Versuche am Menschen können nur als verrückt beschrieben werden“, heißt es in einem von 122 Forschern unterzeichneten Protestbrief. Die Versuche seien ein „schwerer Schlag für die weltweite Reputation der chinesischen Wissenschaft“. Die chinesische Regierung kündigte eine Untersuchung an. Vize-Wissenschaftsminister Xu Nanping sprach bereits von einem Bruch des Gesetzes. Dr. He ist indessen verschwunden. Zuletzt äußerten Wissenschaftler vermehrt Zweifel, das seine Versuche tatsächlich stattgefunden hätten.

Doch die begonnene Entwicklung wird sich nicht zurückdrehen lassen. In Forschungslaboren überall auf der Welt wird Crispr-Cas9 eingesetzt und weiter optimiert. Das zielgenaue Umschreiben des Erbguts ist eine transformative Technologie – wie der Verbrennungsmotor oder der Computer. Sie hat das Potenzial, ein neues Zeitalter einzuläuten.

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