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HIV-Forschung: Wissenschaftlern gelingt Durchbruch
Panorama 1 5 Min. 02.07.2019 Aus unserem online-Archiv

HIV-Forschung: Wissenschaftlern gelingt Durchbruch

Durch die Genschere CRISPR/Cas9 ist Wissenschaftlern im Kampf gegen den HIV-Virus ein Durchbruch gelungen.

HIV-Forschung: Wissenschaftlern gelingt Durchbruch

Durch die Genschere CRISPR/Cas9 ist Wissenschaftlern im Kampf gegen den HIV-Virus ein Durchbruch gelungen.
Foto: Pixabay
Panorama 1 5 Min. 02.07.2019 Aus unserem online-Archiv

HIV-Forschung: Wissenschaftlern gelingt Durchbruch

Ein HIV-Heilmittel steht auf der Wunschliste vieler Forscher, Ärzte und Patienten ganz oben. Jetzt ist es gelungen, das Virus aus dem Genom lebender Tiere zu entfernen.

(dpa/SC) - Forscher zweier US-Universitäten haben den Aids-Erreger HIV aus dem Erbgut lebender Tiere entfernt. Gelungen sei das mit einer Kombination moderner Medikamente und der Genschere CRISPR/Cas9, berichten sie im Fachjournal "Nature Communications". Bei 5 von 13 behandelten Mäusen war das Virus demnach bis zu 5 Wochen nach der Behandlung nicht mehr nachweisbar. Mit der Therapie wurden somit auch jene Viren erreicht, die inaktiv im Erbgut der Körperzellen ruhen - die bisher beim Menschen eingesetzten Mittel schaffen das nicht.


Gene des Tumors
Die Gene des Tumors
Die Ursachen von Krebs liegen im Erbgut verborgen. Und da Wissenschaftler immer mehr aus den Buchstaben der DNA lesen können, erweist sich der Blick ins Erbgut bei Krebs als zunehmend hilfreich.

Lange galt eine HIV-Infektion als Todesurteil. Inzwischen lässt sich der Aids-Erreger mit antiretroviralen Medikamenten gut in Schach halten. Studien haben zudem belegt, dass HIV unter wirksamer Therapie nicht ansteckend ist. Die Mittel müssen allerdings lebenslang genommen werden und können gerade bei langer Einnahmedauer Nebenwirkungen haben. Setzen Patienten ihre Arzneien ab, breitet sich das Virus wieder aus.

Die Forscher um Kamel Khalili von der Temple University in Pennsylvania und Howard Gendelman von der University of Nebraska hatten zwei Ansätze kombiniert. Zum einen erhielten die Mäuse ein Mittel, das die Aktivität der HI-Viren für mehrere Tage verminderte - "Laser ART“ genannt. Ergänzend wurden mit der Genschere das Virenerbgut aus der DNA befallener Zellen geschnitten.


DNA
Bei den Wurzeln gepackt
Wer bin ich? Und noch viel wichtiger: Wo komme ich eigentlich her? Letztgenannte Frage versuchte „Wortex“-Redakteur Michael Juchmes mit einem DNA-Test zu beantworten.

Bei wiederholter Behandlung sank das Viruslevel bei etwa einem Drittel der Tiere auf ein nicht mehr nachweisbares Niveau. In Mäusen, die jeweils mit nur einer der Methoden behandelt wurden, blieb das Virus hingegen weiter vorhanden.  

"Diese Studie markiert einen wichtigen Schritt hin zur Entwicklung eines möglichen Heilmittels für die HIV-Infektion beim Menschen", hieß es von der Temple University. Die Ergebnisse der Kombi-Therapie seien vielversprechend, es brauche allerdings noch weitere Forschung. 

Wir haben jetzt einen klaren Pfad zu Versuchen an Affen und möglicherweise klinischen Studien bei Menschen binnen eines Jahres.

Es handle sich um eine "sehr wichtige Studie", sagte Ruth Brack-Werner, Virologin am Helmholtz-Zentrum in München, die nicht an der Studie beteiligt war. Im Hinblick auf die Entwicklung eines Heilmittels für Menschen mahnte sie zur Geduld. "Es ist ein Schritt, aber wir sind noch lange nicht da."

Die Zahl der untersuchten Mäuse sei sehr gering. Zunächst müsse die Effizienz des Ansatzes verbessert werden, anschließend seien Tests an weiteren Tierarten nötig. "Indirekt ist es ein Hoffnungsschimmer, direkt anwendbar am Menschen ist es aber noch nicht, da muss noch viel Entwicklungsarbeit geleistet werden."

Was ist CRISPR/Cas9 und was kann es noch?

Das CRISPR/Cas9-Verfahren wird häufig als Genschere beschrieben - denn genau diese Funktion erfüllt es. Wie mit einem molekularen Skalpell kann man mit CRISPR/Cas9 Erbgut-Sequenzen durchtrennen oder einfügen. Gene können so in der Theorie gezielt ausgeschaltet oder abgeändert werden, in dem man an die Schnittstelle eine neue Sequenz hängt. 

Das Verfahren verspricht, die Welt der medizinischen Wissenschaft zu revolutionieren. Doch bis CRISPR/Cas9 gezielt eingesetzt werden kann, ist es noch ein weiter Weg. Das Forschungsfeld der Genetik steckt - trotz signifikanter Fortschritte in den vergangenen 30 Jahren - noch immer weitgehend in den Kinderschuhen, denn Gensequenzen sind komplexe Konstrukte, deren Wechselwirkungen untereinander noch nicht komplett ergründet sind.

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Trotzdem wird die CRISPR/Cas9-Genschere auch heute schon in der Forschung vielfältig eingesetzt. Wissenschaftler hoffen nicht nur, damit in Zukunft Krankheiten wie Krebs, HIV, Mukoviszidose und Sichelzellenanämie heilen zu können, sondern auch, ausgestorbene Tierarten wieder zum Leben zu erwecken. 

Eine Tierunterart, die bislang tatsächlich wiederbelebt wurde, ist der Pyrenäensteinbock. Das letzte Tier starb 2000, vorher wurde ihm eine Zellprobe zum Klonen entnommen und eingefroren. Das daraus geklonte Kitz - ausgetragen von einer anderen Steinbock-Variante - lebte nach der Kaiserschnitt-Geburt nur wenige Minuten.

Ein Pyrenäensteinbock, dargestellt in dem Buch "Wild oxen, sheep & goats of all lands, living and extinct" (1898) von Richard Lydekker. Darstellung von Joseph Wolf.
Ein Pyrenäensteinbock, dargestellt in dem Buch "Wild oxen, sheep & goats of all lands, living and extinct" (1898) von Richard Lydekker. Darstellung von Joseph Wolf.
Foto: Gemeinfrei

Befürworter von De-Extinction - also dem Wiederbeleben ausgestorbener Tierarten - versichern, dass es nicht um Schlagzeilen geht. "Wir wollen Biotechnologien einsetzen, um zum Naturschutz beizutragen und mehr Biodiversität zu schaffen", sagt Ryan Phelan, die Leiterin der Organisation Revive and Restore, die Projekte wie die mit dem Mammut oder der Wandertaube unterstützen.

Doch viele Wissenschaftler rümpfen die Nase. "Es ist absolute Zeitverschwendung", sagt der Evolutionsbiologe Stuart Pimm von der Duke University in Durham in den USA. Um Arten vor der Ausrottung zu schützen, müsse man das eigentliche Problem lösen: den Konflikt zwischen Mensch und Tier. Die Forschung von Wissenschaftlern wie George Church, einem Superstar unter den Genforschern, schaffe eine gefährliche Fahrlässigkeit. Außerdem fragt er: "Was würden wir mit einem Wollhaarmammut anstellen?"

Wenn du eine Spezies ausrotten und wiederbeleben kannst, dann sorgst du dich nicht mehr so sehr darum, die Spezies in der freien Wildbahn zu erhalten.

Church hat schon eine Idee. Er will den Mammut-Elefanten in Sibirien ansiedeln. Somit werde ein riesiges, kaum bewohntes Gebiet genutzt, um ein Ökosystem für eine neue Spezies zu schaffen. "Wir würden helfen, den Klimawandel zu verlangsamen", so Church. Denn: Die Mammuts würden den Schnee feststampfen und so das Auftauen der Böden erschweren. Als Folge würden weniger Treibhausgase wie Kohlendioxid und Methan in die Atmosphäre entweichen.

Die ethischen Fragen um CRISPR/Cas9

Die Möglichkeit der Produktion maßgeschneiderter Genome bringt einige ethische Fragen mit sich: Wie weit kann man damit gehen? Oder besser gesagt: Wie weit darf man damit gehen?


HANDOUT - HANDOUT - Ort/Datum unbekannt: Portraits hängen an einer Wand und sind mit leuchtenden Linien verbunden. (Zu dpa " Größter Stammbaum verbindet 13 Millionen Menschen" vom 02.03.2018) Foto: MyHeritage/dpa - ACHTUNG: Nur zur redaktionellen Verwendung im Zusammenhang mit der aktuellen Berichterstattung und nur mit vollständiger Nennung des vorstehenden Credits +++ dpa-Bildfunk +++
Lebensweise wichtiger als Erbanlagen
Ein Team von Genforschern untersuchte rund 13 Generationen über einen Zeitraum von 500 Jahren und kam zu überraschenden Erkenntnissen.

CRISPR/Cas9 ermöglicht es nicht nur, ausgestorbene Arten wieder auferstehen zu lassen oder Krankheiten zu heilen, sondern auch ganz normale menschliche Züge zu verändern.

Wissenschaftlern wäre es theoretisch möglich, Sperma- und Eierzellen so zu manipulieren, dass sie zum Beispiel die Größe oder die Intelligenz der daraus resultierenden Kinder beeinflussen könnten.

Im Gegensatz zu Veränderungen an Körperzellen würden sich die Veränderungen an diesen Stammzellen darüber hinaus an die darauf folgenden Generationen weitervererben. Aus Gründen der Ethik und der Sicherheit sind die Bearbeitung von Stammzellen und das Editieren von Genomen im Embryo - auch zu gesundheitlichen Zwecken - in vielen Ländern verboten.


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