Gen-Editing könnte Muskeldystrophie heilbar machen

Durch die gezielte Veränderung eines einzigen DNA-Basenpaares wollen deutsche Wissenschafter die bisher unheilbare Limb-Girdle Muskeldystrophie 2D/R3 heilbar machen. Zur Anwendung kommt dabei eine neue Variante der „Genschere“, der CRISPR/Cas9-Technologie. Genetisch veränderte gesunde Muskelstammzellen sollen für das Wachstum von normalem Muskelgewebe sorgen.

red/Agenturen

Die Arbeiten werden von Wissenschaftern des Max-Delbrück-Centrums für Molekulare Medizin der Helmholtz-Gemeinschaft und der Berliner Universitätsklinik Charite durchgeführt. Vor kurzem ist im Journal of Clinical Investigation Insight eine wissenschaftliche Arbeit des Teams mit Erfolg versprechenden Ergebnissen erschienen.

Muskeldystrophien sind insgesamt eine Gruppe von rund 50 verschiedenen Erkrankungen. „Sie nehmen alle den gleichen Verlauf, unterscheiden sich jedoch durch Mutation verschiedener Gene. Und an diesen Genen können wiederum verschiedene Stellen mutiert sein“, wurde die Leiterin der Arbeitsgruppe, Simone Spuler jetzt im deutschen Ärzteblatt zitiert. Die Limb-Girdle Muskeldystrophie ist unter den Muskeldystrophien relativ häufig und schreitet rasch fort. Diese „Gliedergürteldystrophien“ führen speziell zu Lähmungen der Muskulatur des Schulter- und Beckengürtels. Sie stellen eine ganze Gruppe von Erkrankungen dar, die durch verschiedene vererbbare Genmutationen ausgelöst werden. Bei der 2D/R3-Variante ist die Mutation eines einzigen Basenpaares der DNA von Muskelzellen für die Erkrankung verantwortlich. Diese Veränderung ist der Ansatzpunkt für das Gen-Editing.

Weiterentwicklung der CRISPR/Cas9-Technologie

In einer Studie mit einem Mausmodell konnten die Wissenschafter die Machbarkeit ihrer möglichen Therapiestrategie demonstrieren. Sie entnahmen einem zehnjährigen Muskeldystrophie-Patienten Muskelgewebe und gewannen daraus Stammzellen. Diese wurden dann im Labor vermehrt. Schließlich tauschten die Experten genau an der Mutation ein Basenpaar aus.

Dieses „Base-Editing“ sei eine Weiterentwicklung der CRISPR/Cas9-Technologie, schilderten die Wissenschafter. Während bei der klassischen Methode von der Genschere der DNA-Doppelstrang zerschnitten wird, entfernen die für das Baseediting verwendeten Cas-Enzyme lediglich den Zuckerrest einer bestimmten Base und hängen einen anderen Zuckerrest an. Dadurch entsteht an dieser Stelle eine andere Base, hieß es in der Ärztezeitschrift. Es wird eine gezielte Punktmutation zur „Reparatur“ des ursprünglichen Defektes gesetzt.

„Es ist also eher eine Pinzette als eine Schere, perfekt geeignet für gezielte Punktmutationen an einem Gen. Das macht die Methode auch sehr viel sicherer, denn unerwünschte Veränderungen sind extrem selten. Bei den genreparierten Muskelstammzellen haben wir keinerlei Fehleditierung an unerwünschten Stellen des Genoms gesehen“, erklärte die Erstautorin der Studie, Helena Escobcar.

Im Rahmen der Untersuchung injizierten die Wissenschafter die veränderten Muskelstammzellen Mäusen in Muskelgewebe. Es handelte sich um Tiere, die durch eine genetische Veränderung immuntolerant gegenüber humanen Zellen waren. Die Wissenschafter beobachteten an den Tieren, wie aus den Stammzellen normale Muskelfasern wurden.

"Wir konnten damit zeigen, dass es möglich ist, kranke Muskelzellen durch gesunde zu ersetzen“, so Spuler. Nach weiteren Tests soll das kranke Kind schließlich seine veränderten Stammzellen zurückerhalten. Dies könnte einen Durchbruch bei der bisher unheilbaren Erkrankung darstellen. Für die Entwicklung der CRISPR/Cas9-Technologie haben die beiden Biochemikerinnen Emmanuelle Charpentier (Frankreich) und Jennifer Doudna (USA) im Jahr 2020 den Chemie-Nobelpreis erhalten.