Evolution verfolgt kein spezielles Ziel. Das kann jeder nachvollziehen, der schon mal einen Nacktmull gesehen hat. Die Natur schmeißt die Würfel und lässt die Selektion die Aufräumarbeit erledigen. Mit Ausnahme von eineiigen Zwillingen starten wir Menschen deshalb alle mit unterschiedlichen Karten in diese Welt. Manche davon spielen sich sehr vorteilhaft, z.B. eine Genmutation namens CCR5Δ32, die einen vor HIV Infektionen schützt. Andere wirken sich weniger angenehm aus, wie die Mutation die zur tödlichen Chorea Huntington Erkrankung führt. Mit rund 21.000 Genen trägt jeder Mensch vorteilhafte und weniger vorteilhafte Genvarianten in sich. Es lockt die Versuchung, darauf Einfluss zu nehmen.

Neulich kam ein Ö1 Journalist in unser Labor um ein Radiointerview aufzunehmen. Es ging um eine neue Methode, die sich in der Biotechnologie gerade wie ein Lauffeuer ausbreitet. Sie erlaubt es, das Erbgut präzise zu verändern. Das Interview ist eine Woche lang hier nachhörbar (Link).

Die Technologie heißt CRISPR/Cas9 und erlaubt es, simpel und mit hoher Präzession, Erbinformation aus dem Genom zu schneiden, neue DNA einzufügen oder die Aktivität gewünschter Gene zu verändern. Ende 2013 wurden damit erstmals eukaryotische Zellen manipuliert, seitdem hat CRISPR die Biotechnologie revolutioniert. Es gab schon vorher Methoden, die das ermöglichten, aber CRISPR ist die erste, die so einfach handzuhaben ist, dass „Genome Editing“ vielleicht bald am Menschen Anwendung finden könnte.

blacksmith

Die CRISPR Technologie besteht aus zwei Teilen:

Das Enzym Cas9 ist in der Lage, Schnitte im Genom zu machen. Diese Schnitte können entweder genutzt werden um ein Gen zu zerstören, oder um an dieser Stelle neue DNA einzufügen. Damit das Enzym weiß wo genau es die DNA schneiden soll, benötigt es zusätzlich eine sogenannte Guide-Sequenz. Das ist ein rund 20 Buchstaben langer RNA Abschnitt, der nur an der Stelle im Genom binden kann, die zu seiner Sequenz passt. Cas9 schnappt sich die Guide-Sequenz und diese führt das Enzym zu der entsprechenden Stelle im Genom. Durch die Wahl der Guide-Sequenz kann man sich also gezielt aussuchen, welches Gen verändert werden soll. Alternativ kann man die Technologie auch so abändern, dass ein Gen nur stillgelegt oder aktiviert wird, ohne dass ein Schnitt gemacht werden muss. Dieses Video verdeutlicht den Vorgang.

Ursprünglich kommt CRISPR aus Bakterien, die sich mit Hilfe dieser Methode vor Viren schützen, indem sie deren DNA zerschneiden. In den letzten Jahren haben Forscher die Methode verfeinert, z.B. konnte man das System 1500x präziser arbeiten lassen, indem man den DNA Schnitt von zwei Cas9 Enzymen durchführen lässt. Damit hat sich CRISPR für zukünftige Anwendungen am Menschen nominiert.

Ein Beispiel: Das Aids auslösende Virus HIV integriert seine DNA in menschlichen Immunzellen. Momentan behandelt man HIV mit einem Cocktail verschiedener Medikamente, die das Immunsystem unterdrücken. Damit wird mal relativ alt, bei relativ guter Lebensqualität, aber eine tatsächliche Heilung gibt es keine. Derzeit arbeiten verschiedene Gruppen an der Möglichkeit, die HIV DNA mittels CRISPR aus dem menschlichen Genom zu schneiden. Die sicherste Methode wäre es,  den Patienten blutbildende Stammzellen zu entnehmen, die Virus DNA mittels CRISPR zu zerstören und sie wieder ins Knochenmark einzusetzen. Zusätzlich könnte man auch das CCR5 Gen verändern, das der Virus braucht um in unsere Zellen einzudringen. Damit wären die Zellen HIV nicht nur los, sondern auch vor Neuinfektionen geschützt.

Alternativ könnte man auch versuchen, das CRISPR System direkt mittels eines Virus in die Immunzellen zu bekommen. Beide Interventionen hören sich vielversprechend an, es handelt sich dabei jedoch nicht um genetische Veränderungen, die in die nächste Generation weitergegeben werden. Deshalb sind sie auch nicht besonders umstritten. Theoretisch erlaubt es die Cas9 Technologie aber, noch einen Schritt weiter zu gehen.

Während die Herstellung einer transgenen Maus vor CRISPR bis zu zwei Jahre gedauert hat, ist die Sache nun in zwei Wochen erledigt. Vereinfacht ausgedrückt, wird dabei das Cas9 Gen und eine Guide-Sequenz, in eine befruchtete Eizelle injiziert.

1 / 2 / Auf einer Seite lesen

Kommentare (19)

  1. #1 Alisier
    13. April 2015

    Ich wiederhole mich: solange wir nicht im Geringsten wissen können, was wünschenswert ist und was nicht, ist eine solche Diskussion obsolet.
    Nur weil manche blond und blauäugig für optimal halten, heißt das eben noch lange nicht, dass solche Präferenzen irgendwie sinnvoll sind.
    Ich habe wenig Bedenken hinsichtlich genetischer Eingriffe, aber bei manchen Optimierungswünschen meiner Zeitgenossen läuft es mir zuweilen eiskalt den Rücken runter.
    Ohne echte Diskussionen über bescheuerte Wahnvorstellungen perfekte Körper, Persönlichkeiten, Verhalten…..betreffend sollten
    wir den Ball vorläufig extrem flach halten.
    Wer sicher zu wissen glaubt, was man unbedingt ändern und fördern sollte ist raus, aus meiner Sicht.
    Das Thema ist wichtig, aber Menschen als reine Designobjekte zu betrachten kotzt mich an…..zudem zu oft so getan wird als sei glasklar, wie Menschen sein sollten. Wer auch immer behauptet, dass er das weiß, stellt unter Umständen eine erhebliche Gefahr dar.

  2. #2 Lulu
    13. April 2015

    Es gibt so viele Menschen, deren Gesundheit mit dieser Technologie verbessert werden könnte, oder gar das Leben gerettet. Es ist in meinen Augen anmaßend, ihnen das zu verwehren, weil man Angst vor ‘perfekten Körpern’ hat.

  3. #3 frank quednau
    14. April 2015

    Auch auf die Gefahr hin, die Evolution allzu sehr zu personifizieren, habe ich dir Erschaffung von Lebewesen, die selbst wiederum auf die Evolution zugreifen als den grössten Sieg eben jener empfunden.

    Man sollte aber nie vergessen, wie (ethisch gesehen) hart die Evolution mit Fehlentwicklungen umgeht. Auch wir werden im Einsatz dieser Möglichkeiten Fehler begehen. Die Frage für mich ist, wie wir damit umgehen.

  4. #4 Lutz Donnerhacke
    14. April 2015

    Es gibt von Stanislaw Lem eine schöne Geschichte in den Sterntagebüchern, wo ein ganzer Planet genetische Veränderungen an der ganzen Flora und Fauna einschließlich sich selbst ausführen, bis hin zu modeabhängigen Körpertransformationen.

    Das sollte man der Ethikkomission zur Pflichtlektüre hinlegen.

  5. #5 tobalt
    14. April 2015

    Alleine da es diese diskussion hier gibt, sollte jeder bereits die Antwort kennen. Menschen tun alles was möglich ist.

    Ich persönlich begrüße jede art von fortschritt auch diesen. Und auch wenn er nachhaltig die identität der menschheit verändern wird. Das hier und die erschaffung von und verschmelzung mit software basiertem leben Sind der nächste schritt.

    Ob das heute noch leute für falsch halten oder davor angst haben spielt keine rolle, da es sowiedo passieren wird. Zuerst noch medizinisch und militärisch. Dann als luxus wie kosmetik, unterhaltung… bis es dann irgendwann den alltag dominiert.

    Ich freue mich.

  6. #6 Claudia Davenport
    14. April 2015

    Hallo Martin,

    erstmal vielen Dank für den Artikel über Genome Engineering. Leider findet das Thema in der Öffentlichkeit noch nicht so viel Beachtung, wie es eigentlich verdient. Da ist doch mal ein Nobelpreis fällig, oder?
    Da ich selber mit TALE Nucleases arbeite, bin ich aber ein bisschen beleidigt, dass du die nicht mal erwähnt hast ;-).
    Außerdem kann man ruhig mal ansprechen, dass CRISPR/Cas9 seit Beginn im Verdacht steht viel höhere off-target Mutationen zu verursachen als meine heiß-geliebten TALEN. Kennst du dazu dieses Nature-Paper http://www.nature.com/nbt/journal/v33/n2/full/nbt.3127.html ?
    Jetzt sage ich noch was nettes über dein System: CRISPR/Cas9 ist wesentlich kleiner als die TALEN, was den Transport in die Zellen wesentlich einfacher macht (meine Erfahrung). Ich hoffe damit bist du über meine Meckerei wieder wenigstens etwas versöhnt.

    • #7 Martin Moder
      14. April 2015

      Hey Claudia!

      Es stimmt, TALENs, Meganucleasen, Zinkfinger Nukleasen habe ich nicht namentlich erwähnt um es übersichtlich zu halten.
      Du hast schon recht, dass es Protein-basierte Nukleasen gibt, die genauer arbeiten als das konventionelle CRISPR System. Allerdings ist deren Herstellung so aufwendig, dass es sich nicht in dem Ausmaß einsetzen lässt, wie CRISPR.
      Seit Ende 2013 gibt es den Double Nicking Ansatz bei CRISPR, bei dem – eigentlich ähnlich wie bei TALENs – die Kooperation zweier Hemi-Nuklease Domänen notwendig ist, um einen Doppelstrangbruch zu produzieren. Das macht das System um einiges genauer als das ursprüngliche CRISPR.
      Die Autoren schreiben „Although the wildtype Cas9 system has been shown to exhibit high levels of off-target mutagenesis, the DN system is a promising solution and brings RNA-guided genome editing to similar specificity levels as ZFNs and TALENs.“
      http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3856256/pdf/nihms516731.pdf

      Hab schon ein paar Papers über CRISPR off targets gelesen, das von dir war noch nicht dabei. Werde später mal hineinschauen, danke.
      Wollte natürlich keinen TALEN Fans beleidigen, die Dinger haben uns weit gebracht 😉

      LG,
      Martin

  7. #8 Kassenwart
    14. April 2015

    @M. Moder

    Es ist ok diese Frage zu stellen, aber wird natürlich nicht ändern, dass irgendeine kleine Gruppe Menschen dieses machen wird. Mit welcher Nuklease ist dabei doch nun wirklich belanglos. Die Folgen zeigen sich dann, for good or bad.

  8. #9 Siskin
    14. April 2015

    Genauso wie es jetzt schon Menschen gibt, die sich ihren (oder – was schlimmer ist – durch psychischen Druck andere dazu bringen, die sich deren) ganzen Körper umbauen lassen – einfach nur, weil sie es sich leisten können – wird es auch dann bezüglich Modifikationen an der DNS Menschen geben, die sich ihre eigene kleine Barbiepuppe als Baby designen lassen – einfach, weil sie es sich leisten können.

  9. #10 Earonn
    14. April 2015

    Leider wird Siskin da wohl Recht behalten.

    Mir drängt sich als erstes der Vergleich mit kosmetischer Chirurgie auf. Die wird oft für nicht nachvollziehbare Zwecke oder sogar für Unsinn missbraucht.Aber sie ist eben auch enorm wichtig für Menschen mit echten medizinischen Problemen.
    Kann man auf Grund der Idiotie der einen Gruppe der anderen eine Verbesserung ihrer Situation vorenthalten?

    Das Argument der ‘Dystopie der perfekten Körper’ beruht auf der Annahme, dass
    a) genetische Verschönerungen wie ein Schneeballsystem zunehmen werden
    und
    b) dass dies automatisch zu einer Ausgrenzung der nicht modifizierten Menschen führen würde.
    Die Frage ist, wie realistisch das ist.
    Und das ist wirklich eine Frage, mir fallen als Vergleich wieder nur kosmetische Chirurgie und Markenzwang unter Jugendlichen ein – beide führen nicht zu einer 2-Klassen-Gesellschaft.
    Aber vielleicht hab ich was übersehen?

  10. #11 Caracalla
    14. April 2015

    @Aliser
    Ich wiederhole mich: solange wir nicht im Geringsten wissen können, was wünschenswert ist und was nicht, ist eine solche Diskussion obsolet.
    Nur weil manche blond und blauäugig für optimal halten, heißt das eben noch lange nicht, dass solche Präferenzen irgendwie sinnvoll sind.

    Ich denke, der Hauptwunsch aller Eltern ist, dass ihre Kinder möglichst gesund zur Welt kommen. Und da kann die Gentechnik sicherlich einiges in Zukunft dazu beitragen.
    Ich sehe eher die Gefahr darin, dass diese Form der Optimierung nur einer kleinen zahlungskräftigen Elite zu Gute kommt (zur Not fährt man halt ins Ausland) und ein großer Teil der Bevölkerung Menschen zweiter Klasser werden.

    Aber bei unserer Politik und dem aktuellen Zeitgeist, bin ich mir sicher, dass genau das geschehen wird.

  11. #12 Verherte
    14. April 2015

    @Caracalla unterscheide zwischen wünschenswert und sinnvol. Aber letztendlich ist es nur die Frage der Machbarkeit.

  12. #13 Earonn
    14. April 2015

    Die Kosten werden ja mit zunehmender Verbreitung sinken. Und die pöhsePharmaLobby ™ wird schon darauf hinarbeiten, dass sowas Krankenkassenleistung wird, um noch mehr Kunden zu bekommen.

    Ist ja nicht so, als ob MRI, Transplantationen etc. heutzutage nicht auch jedermann offenstünden. Reiche haben sicherlich mehr Möglichkeiten (und ich will gar nicht wissen, wie oft sowas schief geht), doch im Großen und Ganzen sind Menschen mit 08/15-Krankheiten nicht unterversorgt.

  13. #14 Caracalla
    14. April 2015

    @Verherte

    Nun, diese Grenze muss halt die Gesellschaft ziehen.
    Ich denke nur, wenn man die Grenzen zu eng zieht, alles ablehnt und keinen gemeinsamen Konsenz herstellt, wird sich das Problem einfach ins Ausland verlagern, wie es ja heute schon der Fall ist.

  14. #15 Tamara
    14. April 2015

    Ja, ich möchte unbedingt, dass es in diesen Bereichen gesellschaftlich voran geht. Diese Ethikflaschen (pardon) gehen mir derzeit immer mehr auf den Geist, die sich an einem Konstrukt Mensch festklammern und diesem Konstrukt die Lebensqualität zu opfern scheinen. Was das Problem der Äußerlichkeitsidiotie angeht, so haben Eltern doch auch so schon genug Möglichkeiten, diese auszuleben, und ihr Kind kann sich dagegen auch nur bedingt zur Wehr setzen. Ob das Kind nun blond oder dunkelhaarig ist, stellt ja keinen medizinischen Nachteilsunterschied dar, aber sehr wohl die Einstellung, andere nach ihrem Aussehen zu bewerten. Und diese Einstellung wird Kindern so oder so durch Aussehensidioten vermittelt.

    Wenn wir solche Dinge (auch Spielarten der künstlichen Befruchtung) auf dem markt zulassen, haben wir sogar mehr Kontrolle und Überblick darüber als wenn wir sie verbieten, denn die Menschen machen es trotzdem und dann oft unter deutlich zweifelhafteren Rahmenbedingungen, besonders wenn man nicht ganz so reich ist. Religionen verbieten, die NPD verbieten, das führt einfach zu nichts. Die Verbotenen würden sich dann heimlich irgendwie organisieren und uns plötzlich womöglich sinngemäß mit der Mistgabel drohen.

    Ich selbst habe einen Gendefekt, der mir das Fraser-Syndrom eingebracht hat: Blindheit wegen fehlender Lidspalten, zusammengewachsene Finger, Mittelohrfehlbildung mit hochgradiger Hörbeeinträchtigung, Epilepsie, Urogenitale Fehlbildungen, zum Glück keine kognitiven Beeinträchtigungen. Und das alles wegen einem besch… Gendefekt. Ich halte mein Leben nicht für unwert oder so, aber das wünsch ich niemandem und schon gar nicht meinem Kind. Die mutation ist rezessiv und selten, meine Eltern sind gesund und der Schock war groß. Dank unserer tollen menschenfreundlichen Mentalität wird es ja eh abzuwarten sein, ob ich mich je reproduzieren werde, was dank Fraser auf natürlichem Wege auch nicht geht. Entschuldigt, dass es so persönlich wurde, aber diese Ethikhirnis mit ihrer Menschenwürde bringen mich total auf die Palme. Ach, das erinnert mich an jene Behindertenbeauftragten, denen der Schutz der Behinderung als Phänomen wichtiger zu sein scheint als die Menschen und ihr Wohlergehen.

  15. #16 Patrik
    15. April 2015

    Hallo zusammen.

    Zuerst einmal möchte ich sagen, dass die Nutzung der Genetik ein sehr wichtiger und toller Schritt ist wie ich finde. Ich verstehe nur nicht warum sich die Diskussion sofort auf Äußerlichkeiten bezieht, wo doch medizinisch gesehen so viele großartige Möglichkeiten entstehen.

    Sobald unser Wissen umfangreich genug wird können wir mittels Gengineering so viel in der Medizin erreichen und sogar den Menschen selbst weiterentwickeln. Nicht nur Gendefekte sind dadurch heilbar. Wie Herr Moder so schön schrieb darf man in einem Blog ja wunderbar spekulieren. Warum nicht am Immunsystem basteln und die Menschheit nach und nach unempfindlich gegen Krankheiten machen? Warum nicht am Stoffwechsel schrauben um Gewichtsprobleme und Nahrungsversorgungsprobleme zu beheben? Warum nicht die unterschiede bei den Genen beseitigen die beim Axolotl Gliedmaßen nachwachsen lassen aber beim Menschen die Wundheilung anders ablaufen lassen und bei dem deshalb Schorfbildung entsteht und das Glied nicht mehr nachwächst? Auch degenerative Krankheiten wie Alzheimer wären kein Problem mehr. Ich könnte noch lange weiter davon schwärmen was alles möglich werden könnte, da sozusagen die Evolution gesteuert und die Menschen nach Bedarf “anpassen” kann. Also auch schwierige Lebensbedingungen auf der Erde bewältigt werden können. Vielleicht müssen wir ja mal wieder zurück in die Meere ziehen? Oder uns auf ein Leben im All vorbereiten? Warum also über zweitranginge kosmetische Veränderungen Diskutieren?

    Natürlich bin ich mir im klaren darüber, dass es noch viel Zeit und Arbeit braucht um solche Dinge zu ermöglichen. Und natürlich kann man jede Erkenntnis auch missbrauchen. Aber ich möchte den Teufel nicht an die Wand malen und vertraue darauf, dass die Regulation der Anwendung dieser Erkenntnisse vernünftig gehandhabt wird (sehr optimistisch ich weis…).

    MfG Patrik (interessierter Laie mit viel Fantasy und Hoffnung)

  16. #17 felix
    15. April 2015

    Nix fuer ungut, die Frage “sollen wir es tun” hat sich schon erledigt.
    Die technischen Moeglichkeiten habt ihr geschaffen, sie werden genutzt werden, Verbote und Ethik hin oder her (siehe aktuelle Diskussion um Schwangerschaft mit 65).
    Oder warum wird denn sonst daran geforscht .. ?

    Ich finde die Vorstellung faszinierend und erschreckend zugleich .. Ganz praktische Fragen:
    – wer zahlt,
    – wer haftet wenn ich 10,20,50 Jahren (oder der naechsten Generation) festgestellt wird dass meine ach so tolle Genaenderung leider zu Krebs fuehrt weil man doch nicht alles verstanden hat ,
    – wer kann es sich leisten, was ist mit denen die es nicht koennen,
    – was muss ich von mir preisgeben (meinen genpool?),
    – wer versichert mich noch nachdem alle meine Defekte bekannt sind

  17. #18 Stefan K
    15. April 2015

    Die Geschichte hat gezeigt, dass früher oder später alles gemacht werden wird, was möglich ist, insoweit stimme ich Caracalla zu. Wo ich ihm/ihr aber entschiedend widersprechen möchte, ist seine Schlussfolgerung, dass wir uns erst dann Gedanken machen sollen, wenn es soweit ist. Gerade weil es unweigerlich passieren wird, fände ich es umso wichtiger, dass sich frühzeitig Gedanken um die ethischen und rechtlichen Rahmenbedingungen gemacht wird,(arg: damit man vorbereitet ist)

  18. #19 Dennis
    23. April 2015