Viren mit der Genschere bekämpfen

Photo: National Cancer Institute from Unsplash (CC 0)

Von Frederik C. Roeder, Gesundheitsökonom und Geschäftsführer des Consumer Choice Centers.

Die Menschheit steht derzeit vor einer großen Herausforderung durch das Coronavirus. Die Grenzen werden geschlossen, Flugzeuge am Boden gehalten und Fabriken geschlossen. Gleichzeitig arbeiten Wissenschaftler und Fachleute des Gesundheitswesens an Tests, Behandlungen und Impfstoffen, um bald eine medizinische Reaktion zu ermöglichen. Die Bewältigung des Coronavirus könnte einer der größten Prüfungen sein, denen die Menschen in den letzten Jahrzehnten ausgesetzt waren, aber es wird nicht das letzte Virus sein, das wir besiegen müssen. Es ist an der Zeit, Biotechnologie einen höheren Stellenwert einzuräumen und mehr Forschung und Anwendungen von Methoden zur genetischen Veränderung zuzulassen.

Für den Laien ist dieses ganze Technik-Geschwätz über Mutagenese und Gentechnik schwer verständlich, und es hat mich persönlich eine gute Menge an Lektüre gekostet, um zu begreifen, welche verschiedenen Methoden es gibt und wie diese unsere Lebensqualität massiv verbessern können.

Betrachten wir zunächst die vier häufigsten Methoden, um die Gene einer Pflanze oder eines Tieres zu verändern:

Dr. Xaver – Mutationen an sich kommen in der Natur einfach regelmäßig vor

So ist aus einigen Aminosäuren eine Milliarde Jahre später zum Menschen geworden. Biologische Evolution kann nur dank Mutationen stattfinden. Mutationen in der Natur geschehen zufällig oder werden durch exogene Faktoren wie Strahlung (z.B. Sonne) verursacht. Für die Comic-Leser unter uns haben X-Männer Mutationen, die (in den meisten Fällen) zufällig auftreten.

The Hulk – Mutation durch Exposition (Mutagene)

Eine der häufigsten Arten, Samen zu manipulieren, ist, sie Strahlung auszusetzen und auf positive Mutationen zu hoffen (z.B. höhere Schädlingsresistenz). Diese Methode ist seit den 1950er Jahren sehr verbreitet und ein sehr unpräziser Schrotflintenansatz, der darauf abzielt, Pflanzen widerstandsfähiger oder schmackhafter zu machen. Sie erfordert Tausende von Versuchen, um ein positives Ergebnis zu erzielen. Diese Methode ist weit verbreitet und in fast jedem Land legal. In unserem Comic-Universum ist der Hulk ein gutes Beispiel für durch Strahlung verursachte Mutationen.

Spiderman – Genetisch veränderte Organismen (transgene GVOs)

Dieses oft gefürchtete Verfahren zur Herstellung von GVO basiert auf der Einfügung der Gene einer Art in die Gene einer anderen Spezies. In den meisten Fällen wurde den GVO-Kulturen ein Protein einer anderen Pflanze oder eines Bakteriums injiziert, das die Kulturpflanze schneller wachsen lässt oder sie widerstandsfähiger gegen bestimmte Krankheiten macht. Andere Beispiele sind die Kreuzung von Lachs mit Tilapia-Fischen, die den Lachs doppelt so schnell wachsen lässt. Spiderman, der von einer Spinne gebissen wird und plötzlich in der Lage ist, auf Wolkenkratzer zu klettern, weil er eine verbesserte spinnenmenschliche (transgene) DNA besitzt, ist ein Beispiel aus dem Comicverse.

GATTACA/Der Zorn des Khan – Gen-Editierung (die Schere)

Die neueste und präziseste Art, die Gene eines Organismus zu verändern, ist das sogenannte Gene Editing. Im Gegensatz zu den traditionellen GVO werden dabei keine Gene aus einem anderen Organismus implantiert, sondern durch eine präzise Methode, bei der bestimmte Gene entweder deaktiviert oder hinzugefügt werden, innerhalb des Organismus verändert.

Dies kann sogar bei erwachsenen, lebenden Menschen geschehen, was für alle, die an genetischen Störungen leiden, ein Segen ist. Wir sind in der Lage, Gene in lebenden Organismen zu „reparieren“. Die Bearbeitung von Genen ist auch tausendmal genauer als das bloße Beschießen von Samen mit Strahlung. Ein angewandtes Beispiel ist die Deaktivierung des Gens, das für die Erzeugung von Gluten im Weizen verantwortlich ist: Das Ergebnis ist glutenfreier Weizen. Es gibt mehrere Methoden, die dies erreichen. Eine der populärsten ist heutzutage das sogenannte CRISPR Cas-9. Diese „Scheren“ sind normalerweise umprogrammierte Bakterien, die die neue Geninformation übertragen oder defekte oder unerwünschte Gene deaktivieren. Viele Science-Fiction-Romane und -Filme zeigen eine Zukunft, in der wir Gendefekte deaktivieren und Menschen von schrecklichen Krankheiten heilen können. Einige Beispiele für Geschichten, in denen CRISPR-ähnliche Techniken eingesetzt wurden, sind Filme wie GATTACA, Star Treks Zorn des Khan oder die Expanse-Serie, in der die Genbearbeitung eine entscheidende Rolle beim Anbau von Nutzpflanzen im Weltraum spielt.

Was hat das mit dem Coronavirus zu tun?

Synthetische Biologen haben begonnen, mit CRISPR Teile des Coronavirus synthetisch herzustellen, um einen Impfstoff gegen diese Lungenkrankheit auf den Markt zu bringen und ihn sehr schnell in Massenproduktion herstellen zu können. In Kombination mit Computersimulationen und künstlicher Intelligenz wird das beste Design für einen solchen Impfstoff auf einem Computer berechnet und dann synthetisch hergestellt. Dadurch wird die Impfstoffentwicklung beschleunigt und von Jahren auf nur noch Monate verkürzt. Aufsichtsbehörden und Zulassungsbehörden haben gezeigt, dass sie in Krisenzeiten auch neue Test- und Impfverfahren, die normalerweise jahrelanges Hin und Her mit Behörden wie der FDA erfordern, schnell genehmigen können?

CRISPR ermöglicht auch die ‚Suche‘ nach bestimmten Genen, auch Genen eines Virus. Dies half den Forschern, schnelle und einfache Testverfahren zu entwickeln, um Patienten auf Corona zu testen.

Auf lange Sicht könnte die Genbearbeitung es uns ermöglichen, die Immunität des Menschen zu erhöhen, indem wir unsere Gene verändern und uns resistenter gegen Viren und Bakterien machen.

Dies wird nicht die letzte Krise sein

Während das Coronavirus unsere moderne Gesellschaft wirklich auf die Probe zu stellen scheint, müssen wir uns auch bewusst sein, dass dies nicht der letzte Erreger sein wird, der das Potenzial hat, Millionen von Menschen zu töten. Wenn wir Pech haben, könnte die Corona schnell mutieren und schwerer zu bekämpfen sein. Der nächste gefährliche Virus, Pilz oder Bakterium steht wahrscheinlich schon vor der Tür. Deshalb müssen wir die neuesten Erfindungen der Biotechnologie annehmen und dürfen die Genforschung und die Umsetzung ihrer Ergebnisse nicht blockieren.

Im Moment stehen zwischen lebensrettenden Innovationen wie CRISPR und Patienten auf der ganzen Welt eine Menge Bürokratie und sogar völlige Verbote. Wir müssen unsere Feindseligkeit gegenüber der Gentechnik überdenken und uns ihr stellen. Um ehrlich zu sein: Wir sind in einem ständigen Kampf gegen neu auftretende Krankheiten und müssen in der Lage sein, auf dem neuesten Stand der Technik menschliche Antworten darauf zu geben.