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Genschere bekämpft Übergewicht – zumindest bei Mäusen

Genschere bekämpft Übergewicht – zumindest bei Mäusen
Foto:  Waltraud Grubitzsch/dpa

Mit einer Weiterentwicklung der Genschere Crispr haben US-Forscher die Entwicklung von Übergewicht bei Mäusen verhindert. Anders als das ursprüngliche Verfahren schneidet Crispr das Erbgut nicht, sondern verändert lediglich die Aktivität der anvisierten Gene. Die Methode könne auch bei zahlreichen anderen Erkrankungen zum Einsatz kommen, die – wie einige Formen des Übergewichts – auf einer unzureichenden Aktivität bestimmter Gene beruhen, schreiben die Forscher im Fachmagazin „Science“.

„Die Studie ist als Machbarkeitsstudie zu verstehen, die zeigt, dass das Verfahren effektiv in Mäusen funktioniert, um die Aktivität von Genen zu regulieren“, erläutert Lennart Randau vom Max-Planck-Institut für terrestrische Mikrobiologie in Marburg, der nicht an der Studie beteiligt war. „Es ist allerdings unrealistisch anzunehmen, dass es eingesetzt wird, um Fettleibigkeit beim Menschen zu behandeln.“

Crispr/Cas9 soll Erkrankungen verhindern

Mit der Genschere Crispr/Cas9 können gezielt definierte Bereich im Erbgut angesteuert werden. Der DNA-Doppelstrang wird zerschnitten und die genetische Information bei der darauffolgenden Reparatur verändert. Im Bereich der Medizin hoffen Experten, dass so etwa fehlerhafte Gene ausgeschaltet und darauf beruhende Erkrankungen geheilt werden können. Das Verfahren wird in vielen Labors erprobt. Allerdings müssen noch zahlreiche methodische Probleme behoben und Fragen zur Sicherheit des Verfahrens beantwortet werden, bevor es beim Menschen routinemäßig zum Einsatz kommen kann.

Das von den Forschern um Navneet Matharu von der University of California San Francisco eingesetzte, weiterentwickelte Verfahren nutzt das vom herkömmlichen Crispr-Verfahren bekannte Suchsystem, mit dem ein bestimmter Erbgut-Bereich gezielt angesteuert werden kann. Das Erbgut wird dann allerdings nicht geschnitten – die „Schere“ von Crispr ist durch eine Art Steuerungseinheit ersetzt. Diese reguliert die Aktivität des betreffenden Gens hoch – daher auch der Name Crispra für „Crispr-Aktivierung“. Die Idee: In Fällen, in denen eine von jeweils zwei vorhandenen Kopien eines Gens nicht funktioniert, kann die Aktivität der intakten Variante hochgefahren werden. Der Verlust der defekten Variante wird so kompensiert.

Gene auch beim Menschen beteiligt

Die Forscher peilten im Gehirn von Mäusen in zwei unabhängigen Versuchsreihen Gene an, die mit der Entwicklung von Übergewicht in Verbindung gebracht werden, SIM1 und MC4R. Diese Gene regulieren unter anderem das Hunger- und Sättigungsgefühl. Bei den Tieren war jeweils eine der beiden Genkopien defekt. Das hat zur Folge, dass sie ungebremst futtern und extrem übergewichtig werden. Auch beim Menschen sind diese Gene zum Teil an der Entstehung von Fettleibigkeit beteiligt. Bis zu 5 Prozent aller extrem Übergewichtigen haben den Forschern zufolge zum Beispiel eine Mutation im MC4R-Gen.

Die Mäuse bekamen nun im Alter von vier Wochen, noch bevor sie dick wurden, einmalig eine Injektion mit den Crispra-Werkzeugen. „Die Ergebnisse waren dramatisch“, sagt Matharu laut einer Mitteilung ihrer Universität. Die Mäuse behielten langfristig ein normales Körpergewicht. Anders die nicht-behandelten Tiere: „Die Mäuse die keine Crispra-Injektionen bekamen konnten nicht aufhören zu fressen. Sie begannen im Alter von sechs Wochen zuzunehmen und im Alter von zehn Wochen waren sie bei normaler Ernährung fettleibig.“

Durch Loch im Schädel ins Gehirn

„Obwohl diese Studie sich auf Übergewicht fokussiert, glauben wir, dass unser System auch in anderen Situationen angewendet werden kann, in denen das Vorhandensein von nur einer Genkopie eine Krankheit hervorruft,“ sagte Studienleiter Nadav Ahituv von der University of California. „Unsere Methode besitzt ein außerordentliches therapeutisches Potenzial für zahlreiche Erkrankungen und wir zeigen, dass wir Erfolge erzielen können, ohne das Genom zu editieren.“ Als Beispiele nennen die Forscher die Sichelzellanämie oder die Muskeldystrophie Duchenne. Sowohl Ahituv als auch Matharu sind an Unternehmen beteiligt oder haben sie mitgegründet, die Gentherapien erforschen.

Grundsätzlich sei die vorgestellte Methode auch beim Menschen anwendbar, sagt der deutsche Crispr-Forscher Randau. Allerdings müsse sie noch weiter erforscht werden. „Es wäre zum Beispiel interessant zu sehen, wie lange die Crispr-Bestandteile in den Zellen wirken und der Effekt erhalten bleibt.“ Eine weitere, noch ungeklärte Frage betreffe die Form der Verabreichung. Den Mäusen wurden die Crispr-Werkzeuge durch ein Loch im Schädel direkt ins Gehirn gespritzt – eine Methode, die beim Menschen zur Behandlung von Übergewicht nicht praktikabel erscheine.

Von Anja Garms/dpa

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