Gentherapie

Gentherapie Definition

Gentherapie beim Menschen

1990 wurde das erste Mal eine Gentherapie beim Menschen durchgeführt. Die vierjährige Ashanti DeSilva überstand die Behandlung gut, doch mit der Zeit ließ die Wirkung der Therapie nach. Die Gentherapie steht heutzutage immer noch am Anfang ihrer Möglichkeiten. Dennoch gewinnt sie mit ihrer fast unbegrenzten Einsatzmöglichkeit bei Erbkrankheiten immer mehr an Bedeutung.

Je nachdem, welches Ziel mit der Gentherapie erreicht werden soll, können verschiedene Ansätze der Gentherapie verwendet werden.

Genersatztherapie

Die Genersatztherapie zielt auf Patienten ab, die an einer rezessiv vererbten Krankheit leiden.

Zellen der betroffenen Patienten werden im Rahmen der Gentherapie mit DNA behandelt, die eine fehlerfreie Version des betroffenen Gens beinhaltet. Auf diese Weise sind nicht mehr alle Kopien des Gens fehlerhaft und die Zelle kann normal funktionieren.

Als ein Resultat der Genersatztherapie kann die Schwere der Erkrankung gesenkt werden. In manchen Fällen kann der Patient sogar ganz von den Symptomen befreit werden.

Genom-Editierung (Genome Editing)

Die Genom-Editierung greift tatsächlich ins Genom ein und verändert das betroffene Gen. Da es ein sehr neuartiges Werkzeug ist und Eingriffe in die DNA schwerwiegende Folgen haben können, ist die Genom-Editierung zurzeit Gegenstand der Forschung. An Menschen ist die Genom-Editierung als Form der Gentherapie nur eingeschränkt zugelassen.

Die erfolgreiche Behandlung verschiedener Krankheiten durch Genom-Editierung konnte schon in vielen Studien nachgewiesen werden. Allerdings ist die tatsächliche Anwendung am Menschen strengen Richtlinien unterworfen und daher in vielen Ländern nicht oft zu finden. Vielmehr wird die Genom-Editierung größtenteils in der Futter- und Lebensmittelindustrie genutzt.

Da mit dieser Methode vorhandene defekte Gene direkt repariert werden können, ist sie auch für dominante Erbkrankheiten geeignet.

Epigenetische Ansätze

Anstelle im Rahmen der Gentherapie ein Gen zu verändern, kann auch der Ansatz genutzt werden, seine Nutzung zu verändern. Indem ein fehlerhaftes Gen nicht so oft abgelesen und verwendet wird, werden auch die Auswirkungen verringert.

Um dies zu erreichen, wird nicht direkt die DNA verändert, sondern eher Moleküle, die sich an der DNA befinden.

Ansätze der Gentherapie beim Menschen

Sobald eine Art und Methode der Gentherapie ausgewählt wurde, muss entschieden werden, welche Zellen damit behandelt werden sollen. Die Auswahl der Zellen hängt auch davon ab, ob nur der/die Patient/in behandelt werden soll, oder auch seine/ihre Nachkommen weitestgehend von Auswirkungen der Krankheit befreit werden sollen.

Somatische Gentherapie beim Menschen

Die somatische Gentherapie beschreibt die Korrektur von Gendefekten in herkömmlichen Körperzellen. Da normale Körperzellen nicht dafür zuständig sind, die Erbinformation an die Nachkommen weiterzugeben, wird hierdurch nur der/die betroffene Patient/in behandelt. Die Korrektur ist nicht vererbbar.

Keimbahntherapie beim Menschen

Ziel der Keimbahntherapie ist es, die Vererbung von genetischen Krankheiten an die Nachkommen zu verhindern. Dafür müssen Veränderungen an der DNA von Keimzellen vorgenommen werden.

Gerade weil der Eingriff schon vor der Entstehung des Lebewesens stattfindet, ist die Gentherapie in Form einer Keimbahntherapie – also das Eingreifen und Verändern der genetischen Information eines ungeborenen Kindes – jedoch umstritten und in vielen Ländern wie Deutschland verboten.

Gentherapie beim Menschen – Ablauf

Der Ablauf einer Gentherapie kann sich unterscheiden, je nachdem, ob sie in vitro oder in vivo stattfindet.

Bei einer in vitro Methode werden die Zellen dem Körper entnommen, verändert und anschließend wieder in den Körper reimplantiert. Bei der in vivo Methode hingegen werden Methoden angewandt, die es ermöglichen, Zellen im menschlichen Körper zu verändern. Je nach Methode ändert sich also auch der Ablauf der Gentherapie.

In vitro Gentherapie beim Menschen

Um eine Gentherapie in vitro durchzuführen, müssen zunächst Zellen aus dem Körper entnommen werden. Diese können dann in einem Labor behandelt werden.

Im Falle einer Genersatztherapie muss DNA mit einer fehlerfreien Version des betroffenen Gens in die entnommenen Zellen eingeführt werden. Um die DNA-Kopie in die Zelle zu schleusen, können Vektoren genutzt werden.

Nach einer Behandlung der Zellen kann der DNA-Abschnitt aus dem Vektor zur DNA der Zellen transportiert werden. Vektoren, auch Gentaxis genannt, sind Transportmoleküle für DNA-Fragmente. Die Zellen haben nun ein verändertes Genom und können wieder in den Körper eingepflanzt werden.

In vivo Gentherapie beim Menschen

Um eine Gentherapie in vivo durchzuführen, wird – zumindest im Fall einer Genersatztherapie – DNA mit einer fehlerfreien Version des betroffenen Gens direkt in Zellen eingeführt, die sich noch im Körper befinden.

Nach einer Injektion des Vektors in den Körper wird der DNA-Abschnitt aus dem Vektor in die Zellen eingeschleust.

Gentherapie – Beispiele

Da Gentherapien nicht nur eine bestimmte Methode bezeichnen, können die bestehenden Prinzipien für Gentherapien den gewünschten Zielen angepasst werden. Als Resultat können verschiedene (genetische) Krankheiten mit unterschiedlichen Ansätzen bekämpft werden.

Gentherapie Krebs

Um die vielen verschiedenen Arten Krebs zu bekämpfen, an denen man erkranken kann, werden unterschiedliche Gentherapien angewendet. Sie sind oft weniger schädigend für den Rest des Körpers als Chemotherapien, die heutzutage oft immer noch die Hauptbehandlungsmethode gegen Krebs sind.

Akute lymphatische Leukämie

Bei einer akuten lymphatischen Leukämie (ALL) kommt es zu bösartig veränderten Lymphozyten.

Nur ein kleiner, verbleibender Teil der Lymphozyten kann dabei ihre Aufgabe im Immunsystem weiter erfüllen. Daher sind betroffene Personen schon für kleinste Erkrankungen anfällig und entwickeln einen schweren Verlauf. Eine kleine Grippe, die im Normalfall in wenigen Tagen überstanden ist, führt bei ALL-Betroffenen möglicherweise zum Tod.

Zur gentherapeutischen Behandlung können bei ALL T-Zellen entnommen und in vitro mit einer CAR-T-Zell-Therapie behandelt werden.

Wenn die behandelten T-Zellen den betroffenen Patienten wieder zugeführt werden, erkennen sie die mutierten Krebszellen und können diese effektiver bekämpfen.

Malignes Melanom

Als ein malignes Melanom wird schwarzer Hautkrebs bezeichnet. Dabei mutieren Hautzellen, die dazu neigen, Metastasen zu bilden – den Krebs also in weitere Organe zu streuen.

Bei der hierfür angewandten Gentherapie werden Körperzellen des Patienten nicht direkt genetisch verändert, sondern es werden genetisch veränderte Viren verwendet.

Die verwendeten Herpesviren enthalten genetische Veränderungen, die drei Effekte zur Folge haben:

1. Das Virus vervielfältigt sich nur in mutierten Hautkrebs-Zellen
2. Hautkrebs-Zellen werden nach der Infektion beim Ausbruch der neuen Viren zerstört.
3. Bei der Zerstörung der Zellen werden Stoffe freigesetzt, die Immunzellen anlocken und die Immunantwort starten.

mRNA-Impfung ist keine Gentherapie

Mit der erstmaligen Zulassung eines mRNA-Impfstoffes im Jahr 2020 mehrten sich die Unsicherheiten. In Teilen der deutschen Bevölkerung wurde diese Art von Impfstoff als eine Gentherapie angesehen und eine Gentherapie einem ungewollten Eingriff und einer Veränderung des Genoms gleichgesetzt. Diese Annahme ist jedoch falsch.

Durch Gentherapien werden genetische Krankheiten korrigiert, während eine mRNA-Impfung den Körper lediglich auf eine bevorstehende Erkrankung vorbereiten soll, die durch eine Infektion entsteht. Dass mRNA-Impfungen keine Gentherapeutika sind, ist in Deutschland auch gesetzlich festgelegt.

Gentherapie – Vor- und Nachteile

Bei der Behandlung jeder genetischen Krankheit muss abgewägt werden, inwiefern eine Gentherapie sinnvoll ist oder vielleicht lieber ein anderes Verfahren angewandt werden sollte. Um das herauszufinden, sollten die Vor- und Nachteile der Gentherapie abgewägt werden.