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Gene-Editing-Studie an menschlichen Embryonen deutet auf klinische Studien hin
Ein Team von in den USA ansässigen Wissenschaftlern, die zahlreiche menschliche Embryonen genetisch bearbeitet haben, um ein Krankheitsgen zu entfernen, sagen, dass sie den Grundstein für den Versuch gelegt haben, die ersten gentechnisch veränderten Menschen zu erschaffen.
Shoukhrat Mitalipov und Kollegen von der Oregon Health and Science University haben das Genbearbeitungstool CRISPR-Cas9 erfolgreich eingesetzt, um einen krankheitsverursachenden DNA-Fehler in Dutzenden menschlicher Embryonen im Frühstadium zu beheben.
Das Embryo-Editing-Projekt, das größte seiner Art, das jemals durchgeführt wurde, wurde erstmals letzte Woche von beschrieben MIT Technology Review .
Laut a ausführlicher Bericht heute veröffentlicht in Natur , zeigten die Wissenschaftler, dass es möglich war, eine Mutation in einem Gen namens MYBPC3 zu korrigieren, das eine tödliche familiäre Herzerkrankung verursacht, die als hypertrophe Kardiomyopathie bekannt ist.
Die Wissenschaftler sagten, das Verfahren sei überraschend effektiv und klinische Studien könnten schließlich in Betracht gezogen werden. 'Bei dieser speziellen Mutation haben wir bereits die Grundlagenarbeit geleistet, sodass wir klinischen Anwendungen wahrscheinlich viel näher kommen', sagte Mitalipov während einer Telefonkonferenz mit Journalisten. 'Klinische Studien würden bedeuten, dass einige dieser Embryonen tatsächlich implantiert werden, mit dem Ziel, eine Schwangerschaft festzustellen und die Geburt von Kindern zu überwachen und hoffentlich die Kinder weiterzuverfolgen.'
Der dramatische Fortschritt wird die Debatte darüber vertiefen, ob die Bearbeitungstechnologie zum Eingriff in den menschlichen Genpool eingesetzt werden soll. Kritiker haben Bedenken geäußert, dass das Modifizieren von Embryonen unbekannte Risiken für Kinder birgt und ein rutschiger Abhang in Richtung genetisch verbesserter Designerbabys wäre.
Die medizinische Begründung für eine Keimbahnmodifikation – also die Veränderung eines Embryos – besteht darin, einen genetischen Defekt noch vor der Geburt zu reparieren und sicherzustellen, dass ein Merkmal nicht an zukünftige Generationen weitergegeben wird. 'Dies würde die Genmutation und diese Krankheit vollständig aus der Abstammungslinie einer Familie ausrotten', sagt Mitalipov.
Zuvor sind aus China drei Berichte über Genome-Editing-Experimente an menschlichen Embryonen aufgetaucht. Aber Mitalipovs Arbeit war viel umfangreicher und umfasste die Erzeugung von etwa 150 menschlichen Embryonen, weit mehr als jede frühere Studie.
In jedem Fall wurden von gesunden Spendern gewonnene Eizellen mit Sperma eines einzelnen Mannes befruchtet, der die Kardiomyopathie-Mutation trug.
Mitalipov glaubt, dass die Genbearbeitung als präventives Instrument eingesetzt werden könnte, um das lebenslange Risiko eines Neugeborenen für eine Vielzahl von Krankheiten, einschließlich Krebs, zu senken. CRISPR könnte beispielsweise Embryonen injiziert werden, um Mutationen im BRCA-Gen zu beheben, die mit einem hohen Risiko für Brust- und Eierstockkrebs in Verbindung gebracht werden.
Einige Menschen, deren Familien von Erbkrankheiten betroffen sind, sagen, dass sie ohne zu zögern die Technologie einsetzen würden, wenn sie verfügbar wäre. Lisa Salberg, 49, bei der im Alter von 12 Jahren die gleiche genetische Herzerkrankung diagnostiziert wurde, sagt, wenn sie jetzt Kinder hätte, würde sie sich in einer Minute für die Genbearbeitung entscheiden.
Salberg, die die Gründerin der Hypertrophic Cardiomyopathy Association ist, sagt, dass ihr Vater die Krankheit hatte und dass ihre Tochter sie auch geerbt hat. Mir wurde im Alter von 12 Jahren gesagt, dass ich plötzlich sterben könnte und dass niemand etwas dagegen tun könne, sagt sie. Ich habe nie gesund gekannt.
Skeptiker der Keimbahnbearbeitung argumentieren, dass die Veränderung von Genen in Embryonen unnötig ist. Denn Frauen, die sich einer In-vitro-Fertilisation unterziehen, können sich für eine genetische Präimplantationsdiagnostik entscheiden, einen Test, der an IVF-Embryonen durchgeführt wird, um festzustellen, ob sie von einer Genmutation betroffen sind.
Im Fall des MYBPC3-Genfehlers, der als autosomal dominante Störung bekannt ist, wären die Embryonen eines halben Paares Träger der Krankheit, die andere Hälfte jedoch nicht. Ärzte können daher nur nicht betroffene Embryonen testen und transferieren.
Die Existenz der Testoption bedeutet, dass die Genbearbeitung von Embryonen „ein sehr enges Zeitfenster für Möglichkeiten“ hat, sagt Lluís Montoliu, ein Genomforscher am Nationalen Zentrum für Biotechnologie in Madrid, Spanien. Bei Frauen im Alter von 35 bis 40 Jahren wurde laut der Society for Assisted Reproductive Technology bei etwa einem von vier IVF-Versuchen in den USA im vergangenen Jahr eine Präimplantationsdiagnose durchgeführt.
Paula Amato, eine der Studienautorinnen und Professorin für Geburtshilfe und Gynäkologie an der Oregon Health and Science University, sagt jedoch, dass die Reparatur von Embryonen die Anzahl gesunder Embryonen erhöhen und möglicherweise zu einem schnelleren Erfolg bei der Schwangerschaft führen würde.
In ihrer Studie stellten die Forscher fest, dass die Effizienz des Bearbeitungsprozesses am größten war, wenn CRISPR zusammen mit Sperma in Eier injiziert wurde. Als dies erledigt war, wurde festgestellt, dass 42 von 58 bearbeiteten Embryonen frei von der Mutation der hypertrophen Kardiomyopathie waren.
Mit anderen Worten, die CRISPR-Bearbeitung erhöhte die Anzahl gesunder Embryonen von den erwarteten 50 Prozent auf etwa 72 Prozent. Die verbleibenden 16 Embryonen erlitten unerwünschte genetische Insertionen oder Deletionen, was zeigt, dass die Bearbeitungstechnik weiter verbessert werden muss.
Die frühzeitige Reparatur von Genen könnte auch enorme Einsparungen für die Gesellschaft und das medizinische System bedeuten. Salberg kann sechs Verwandte nennen, darunter einen 19-jährigen Großonkel und eine 36-jährige Schwester, die früh an der Krankheit starben. Ihr wurden bereits fünf Defibrillatoren implantiert, sie erlitt einen Schlaganfall, verlor einen Teil ihres Sehvermögens und hatte vor sechs Monaten eine Herztransplantation. „Sie fangen an zu rechnen, und CRISPR wäre viel billiger“, sagt sie. 'Wenn Sie mir sagten, wir könnten bis 1967 zurückgehen und meine Mutter könnte CRISPR-Bearbeitung durchführen, um die Mutation [hypertrophe Kardiomyopathie] zu entfernen, damit ich sie nicht hätte, ich hätte in vielerlei Hinsicht ein ganz anderes Leben.'
Hypertrophe Kardiomyopathie betrifft schätzungsweise einen von 500 Menschen und kann bei Menschen, die äußerlich gesund erscheinen, zu plötzlichem Herzversagen führen.
Aber die Keimbahnmodifikation wird zweifellos vor Herausforderungen stehen, die über das Labor hinausgehen, insbesondere in den USA Drug Administration von der Genehmigung jeglicher klinischer Studien.
„Vor uns liegt ein langer Weg, insbesondere wenn Sie dieses Studium auf geregelte Weise durchführen möchten. Es ist zu diesem Zeitpunkt unklar, wann wir weitermachen können “, sagt Mitalipov. 'Wir würden den Transfer dieser Technologie in andere Länder unterstützen.'
Die Wissenschaftler sagen, dass ihre Forschung mehrere Überraschungen bereithielt. Einer war, dass der Bearbeitungsprozess auf ungewöhnliche Weise stattfand. Mit CRISPR injizierte Embryonen schienen das gesunde mütterliche Gen zu verwenden, um die Korrektur der Mutation zu steuern, ignorierten jedoch eine von Wissenschaftlern bereitgestellte DNA-Vorlage.
Mitalipov argumentiert, dies bedeute, dass das Verfahren eigentlich nicht als Gen-Editierung bezeichnet werden sollte, sondern eher eine assistierte Form der natürlichen DNA-Reparatur sei. Das Argument bedeutet, dass Kinder, die aus solchen Embryonen geboren werden, streng genommen nicht als gentechnisch verändert gelten könnten.