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11. April 2017

Zellmodell für Gentherapien

Hinter dem Namen Septische Granulomatose verbirgt sich eine seltene Krankheit des Immunsystems. Ein Zürcher Forscherteam hat nun neue Grundlagen bereitgestellt, die in Zukunft bei der Entwicklung neuer Therapien helfen dürften.

Die Septische Granulomatose (engl. Chronic granulomatous disease, kurz CGD) ist so selten, dass in der Schweiz nur wenige Menschen betroffen sind. Für diese Patientinnen und Patienten hat die angeborene Erkrankung des Immunsystems aber schwerwiegende Auswirkungen: Sie leiden wegen eines Defekts im Erbgut der weissen Blutzellen an lebensgefährlichen Infektionen und überschiessenden Entzündungsreaktionen. Die meisten Menschen mit CGD erreichen unterdessen zwar das Erwachsenenalter, ihre Lebenserwartung ist aber deutlich geringer als bei gesunden Menschen. Eine mögliche Behandlung der Krankheit besteht in der Transplantation von blutbildenden Stammzellen aus dem Knochenmark eines passenden gesunden Spenders. Alternativ können an wenigen Zentren weltweit mittlerweile die defekten Blutzellen mit einer Gentherapie geheilt werden.

Zellmodell der Erkrankung hergestellt

Rund um die gentherapeutische Behandlung von CGD kann ein Forscherteam um Prof. Janine Reichenbach (Universitäts-Kinderspital Zürich) nun einen Fortschritt vermelden: Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler haben ein neues Zellmodell der Erkankung entwickelt. Das Zellmodell dient dazu, neue Gentherapien für CGD auf ihre Wirksamkeit zu überprüfen, und zwar effizienter und kostengünstiger, als dies bisher möglich war. Darüber berichten die Forscher in der Zeitschrift 'Scientific Reports'. Die Grundidee des neuen Ansatzes: Die Wissenschaftler verändern im Labor das Erbgut von weissen Blutzellen (genauer: neutrophilen Granulozyten) so, dass sie den für CGD typischen Gendefekt aufweisen. Um dies zu erreichen, nutzen sie die CRISPR/Cas9-Technologie, mit der Eingriffe ins Erbgut so schnell und kostengünstig wie nie zuvor vorgenommen werden können. Die genetisch so veränderten Zellen werden dann für die Testung neuer Gentherapie-Systeme genutzt.

Gendefekt direkt beheben

Das Zellmodell soll in Zukunft helfen, neue Gentherapien für CGD Wirklichkeit werden zu lassen. Solche Gentherapien funktionieren vereinfacht dargestellt in drei Schritten: Zuerst werden aus dem Knochenmark der CGD-Patienten genetisch defekte blutbildende Stammzellen entnommen, diese werden dann mit einem funktionstüchtigen Gen ausgestattet und schliesslich – Schritt 3 – in den Körper rückübertragen, wo sie im Knochenmark fortan gesunde weisse Blutzellen produzieren. Gerade Schritt 2 dieses Verfahrens hält besondere Herausforderungen bereit, wie sich in vergangenen Gentherapie-Studien gezeigt hat: Bisherige Gentherapien beruhen auf dem Hinzufügen einer gesunden Genkopie in die Stammzellen der Patienten mittels künstlicher Viren als Transportvehikel (sog. Genfähren). Frühe Gentherapien mit solchen mittlerweile überholten Systemen haben bei einigen Patienten in europäischen Studien neben der Heilung der Grundkrankheit zur Entwicklung von bösartigen Krebszellen geführt. Daher werden aktuelle Gentherapien wie am Kinderspital Zürich mit neuen verbesserten Genfähren durchgeführt.

Reparatur des Gendefekts

Die Zukunft der Gentherapie liegt jedoch in der zielgenauen Reparatur des jeweiligen Gendefekts mittels Präzisions-Genchirurgie wie CRISPR/Cas9, die in ca. fünf bis sechs Jahren für Patienten zur Verfügung stehen könnte. Das Team von Prof. Reichenbach hofft, an der Universität Zürich (UZH) im Rahmen der Hochschulmedizin Zürich dank des vorhandenen technischen, wissenschaftlichen und medizinischen Know-hows zukünftig rascher solche neuen Therapien für Patienten mit schweren erblichen Erkrankungen zu entwickeln und die UZH als internationales Kompetenzzentrum für Gen- und Zelltherapien zu etablieren.

Zürcher Forscherteam erarbeitet Grundlagen zur Behandlung der erblichen #Immunkrankheit #CGD. http://bit.ly/2pohFT7 #iph
Grundlagenforschung_Labor
 

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