Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wirkung neuer Gentherapien effizienter prüfen

21.03.2017

Dank eines neuen Zellmodels können im Labor neue Gentherapieansätze für die erbliche Immundefektkrankheit Septische Granulomatose rascher und kostengünstiger auf ihre Wirksamkeit getestet werden. Forschenden der Universität Zürich und des Kinderspitals Zürich gelang dies mithilfe der als «Genschere» bezeichneten CRISPR/Cas9-Technologie. Ziel ist es, in naher Zukunft schwerkranke Patienten mit neuen Ansätzen zu behandeln.

Die Septische Granulomatose ist eine angeborene Erkrankung des Immunsystems. Wegen eines Gendefekts sind die Fresszellen der betroffenen Patienten nicht in der Lage, aufgenommene Bakterien und Schimmelpilze abzutöten. Dies führt zu lebensbedrohlichen Infektionen und überschiessenden Entzündungsreaktionen mit zahlreichen schweren Folgeerscheinungen.


Bei der Septischen Granulomatose sind die Fresszellen wegen eines Genfehlers nicht mehr fähig, Bakterien und Pilze abzutöten.

Bild: ©Dlumen / iStock

Quelle: UZH

Die Erkrankung kann durch die Transplantation blutbildender Stammzellen aus dem Knochenmark von gesunden Spendern geheilt werden. Findet sich kein passender Spender, kann derzeit an wenigen Orten weltweit eine Gentherapie durchgeführt werden. Bevor diese bei Patienten eingesetzt wird, muss im Labor an menschlichen Zellen gezeigt werden, dass die Gentherapie wirkt. Dazu sind Zellmodelle unerlässlich.

Besseres Zellmodell dank «Genschere» entwickelt

Nun hat ein Forscherteam unter der Leitung von Janine Reichenbach, UZH-Professorin und Co-Leiterin der Abteilung Immunologie am Universitäts-Kinderspital Zürich, ein neues Zellmodell entwickelt, mit dem sich die Wirkung neuer Gentherapien viel effizienter überprüfen lässt. «Mithilfe der Crispr/Cas9-Technologie haben wir eine menschliche Zelllinie so verändert, dass die Blutzellen jene Genveränderung aufweisen, wie sie für eine bestimmte Form der Septischen Granulomatose typisch ist», erklärt die Kinderärztin und Immunologin.

Dadurch wiederspiegeln die veränderten Zellen die Funktionsweise der Krankheit. Bisher mussten die Wissenschaftler dazu auf Hautzellen der Patienten zurückgreifen, die sie im Labor zu Stammzellen umprogrammierten. Dieses Vorgehen ist aufwändig, zeit- und kostenintensiv. «Mit unserem neuen Testsystem geht das schneller und preiswerter, was eine rasche Entwicklung neuer Gentherapien für betroffene Patienten erlaubt», so Reichenbach.

Bereits vor rund zehn Jahren gelang es dem Team von Janine Reichenbach – damals unter der Leitung des mittlerweile emeritierten UZH-Professors Reinhard Seger – weltweit erstmals zwei Kinder mit Septischer Granulomatose klinisch erfolgreich mittels Gentherapie zu behandeln. Das Prinzip: Dem Patienten werden blutbildende Stammzellen aus dem Knochenmark entnommen, im Labor mit einer funktionsfähigen Kopie der fehlerhaften Gens ausgestattet und zurück in Blut infundiert. Die korrigierten Blutstammzellen nisten sich im Knochenmark ein und bilden gesunde Immunzellen.

Neue Genfähren machen Gentherapie sicherer

Um die gesunde Genkopie in kranke Zellen einzuschleusen, werden bisher modifizierte künstliche Viren als Transportvehikel für die korrigierenden Gene verwendet. Frühere Gentherapien mit mittlerweile überholten Genkorrektursystemen führten bei einigen Patienten in europäischen Studien neben der Heilung der Grundkrankheit zur Entwicklung von bösartigen Krebszellen. Reichenbachs Team arbeitet aktuell mit einer neuen, verbesserten Genfähre: «Wir verfügen nun über sogenannte lentivirale selbst-inaktivierende Gentherapiesysteme, die effizient sind und vor allem sicherer funktionieren». Das Kinderspital Zürich ist eines von drei europäischen Zentren, das im Rahmen einer internationalen klinischen Phase I/II-Studie diese neuen Gentherapien zur Behandlung der Septischen Granulomatose einsetzen kann (EU-FP7 Programm NET4CGD).

Zukunft der Gentherapie liegt in präziser Reparatur defekter Gene

Für das Team von Janine Reichenbach sind solche neuen Genfähren nur ein Zwischenschritt. In Zukunft sollen Gendefekte nicht mehr durch Hinzufügen eines funktionstüchtigen Gens mithilfe von viralen Genfähren therapiert werden, sondern mittels «Genom-Editing» zielgenau repariert werden. Das Stichwort heisst auch hier Crispr/Cas9. Bis diese «Präzisions-Genchirurgie» bereit ist für klinische Anwendungen, dürften allerdings noch ca. fünf bis sechs Jahre vergehen. Reichenbach zeigt sich optimistisch: «Im Bereich der Hochschulmedizin Zürich verfügen wir am hiesigen Standort über das technische, wissenschaftliche und medizinische Know-how, um zukünftig rascher neue Therapien für Patienten mit schweren erblichen Erkrankungen zu entwickeln und die UZH als internationales Kompetenzzentrum für Gen- und Zelltherapien zu etablieren.»

Literatur:
Dominik Wrona, Ulrich Siler, Janine Reichenbach. CRISPR/Cas9-generated p47phox-deficient cell line for Chronic Granulomatous Disease gene therapy vector development. Scientific Reports. March 13, 2017. DOI: 10.1038/srep44187

Kontakt:
Prof. Dr. med. Janine Reichenbach
Pädiatrische Immunologie
Universitäts-Kinderspital Zürich
Tel. + 41 44 266 73 11
E-Mail: janine.reichenbach@kispi.uzh.ch

Weitere Informationen:

http://www.media.uzh.ch/de/medienmitteilungen/2017/Gentherapien-effizienter-prue...

Kurt Bodenmüller | Universität Zürich

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Multifunktionaler Mikroschwimmer transportiert Fracht und zerstört sich selbst
26.04.2018 | Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme

nachricht Der lange Irrweg der ADP Ribosylierung
26.04.2018 | Max-Planck-Institut für Biologie des Alterns

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Why we need erasable MRI scans

New technology could allow an MRI contrast agent to 'blink off,' helping doctors diagnose disease

Magnetic resonance imaging, or MRI, is a widely used medical tool for taking pictures of the insides of our body. One way to make MRI scans easier to read is...

Im Focus: Fraunhofer ISE und teamtechnik bringen leitfähiges Kleben für Siliciumsolarzellen zu Industriereife

Das Kleben der Zellverbinder von Hocheffizienz-Solarzellen im industriellen Maßstab ist laut dem Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE und dem Anlagenhersteller teamtechnik marktreif. Als Ergebnis des gemeinsamen Forschungsprojekts »KleVer« ist die Klebetechnologie inzwischen so weit ausgereift, dass sie als alternative Verschaltungstechnologie zum weit verbreiteten Weichlöten angewendet werden kann. Durch die im Vergleich zum Löten wesentlich niedrigeren Prozesstemperaturen können vor allem temperatursensitive Hocheffizienzzellen schonend und materialsparend verschaltet werden.

Dabei ist der Durchsatz in der industriellen Produktion nur geringfügig niedriger als beim Verlöten der Zellen. Die Zuverlässigkeit der Klebeverbindung wurde...

Im Focus: BAM@Hannover Messe: Innovatives 3D-Druckverfahren für die Raumfahrt

Auf der Hannover Messe 2018 präsentiert die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM), wie Astronauten in Zukunft Werkzeug oder Ersatzteile per 3D-Druck in der Schwerelosigkeit selbst herstellen können. So können Gewicht und damit auch Transportkosten für Weltraummissionen deutlich reduziert werden. Besucherinnen und Besucher können das innovative additive Fertigungsverfahren auf der Messe live erleben.

Pulverbasierte additive Fertigung unter Schwerelosigkeit heißt das Projekt, bei dem ein Bauteil durch Aufbringen von Pulverschichten und selektivem...

Im Focus: BAM@Hannover Messe: innovative 3D printing method for space flight

At the Hannover Messe 2018, the Bundesanstalt für Materialforschung und-prüfung (BAM) will show how, in the future, astronauts could produce their own tools or spare parts in zero gravity using 3D printing. This will reduce, weight and transport costs for space missions. Visitors can experience the innovative additive manufacturing process live at the fair.

Powder-based additive manufacturing in zero gravity is the name of the project in which a component is produced by applying metallic powder layers and then...

Im Focus: IWS-Ingenieure formen moderne Alu-Bauteile für zukünftige Flugzeuge

Mit Unterdruck zum Leichtbau-Flugzeug

Ingenieure des Fraunhofer-Instituts für Werkstoff- und Strahltechnik (IWS) in Dresden haben in Kooperation mit Industriepartnern ein innovatives Verfahren...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Konferenz »Encoding Cultures. Leben mit intelligenten Maschinen« | 27. & 28.04.2018 ZKM | Karlsruhe

26.04.2018 | Veranstaltungen

Konferenz zur Marktentwicklung von Gigabitnetzen in Deutschland

26.04.2018 | Veranstaltungen

infernum-Tag 2018: Digitalisierung und Nachhaltigkeit

24.04.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Weltrekord an der Uni Paderborn: Optische Datenübertragung mit 128 Gigabits pro Sekunde

26.04.2018 | Informationstechnologie

Multifunktionaler Mikroschwimmer transportiert Fracht und zerstört sich selbst

26.04.2018 | Biowissenschaften Chemie

Berner Mars-Kamera liefert erste farbige Bilder vom Mars

26.04.2018 | Physik Astronomie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics