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 Pfeilgiftfrösche machen auf „Kommando“ Brutpflege für fremde Kaulquappen
20.09.2017 | Veterinärmedizinische Universität Wien

nachricht Molekulare Kraftmesser
20.09.2017 | Max-Planck-Institut für Biochemie

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: Tiny lasers from a gallery of whispers

New technique promises tunable laser devices

Whispering gallery mode (WGM) resonators are used to make tiny micro-lasers, sensors, switches, routers and other devices. These tiny structures rely on a...

Im Focus: Wundermaterial Graphen: Gewölbt wie das Polster eines Chesterfield-Sofas

Graphen besitzt extreme Eigenschaften und ist vielseitig verwendbar. Mit einem Trick lassen sich sogar die Spins im Graphen kontrollieren. Dies gelang einem HZB-Team schon vor einiger Zeit: Die Physiker haben dafür eine Lage Graphen auf einem Nickelsubstrat aufgebracht und Goldatome dazwischen eingeschleust. Im Fachblatt 2D Materials zeigen sie nun, warum dies sich derartig stark auf die Spins auswirkt. Graphen kommt so auch als Material für künftige Informationstechnologien infrage, die auf der Verarbeitung von Spins als Informationseinheiten basieren.

Graphen ist wohl die exotischste Form von Kohlenstoff: Alle Atome sind untereinander nur in der Ebene verbunden und bilden ein Netz mit sechseckigen Maschen,...

Im Focus: Hochautomatisiertes Fahren bei Schnee und Regen: Robuste Warnehmung dank intelligentem Sensormix

Schlechte Sichtverhältnisse bei Regen oder Schnellfall sind für Menschen und hochautomatisierte Fahrzeuge eine große Herausforderung. Im europäischen Projekt RobustSENSE haben die Forscher von Fraunhofer FOKUS mit 14 Partnern, darunter die Daimler AG und die Robert Bosch GmbH, in den vergangenen zwei Jahren eine Softwareplattform entwickelt, auf der verschiedene Sensordaten von Kamera, Laser, Radar und weitere Informationen wie Wetterdaten kombiniert werden. Ziel ist, eine robuste und zuverlässige Wahrnehmung der Straßensituation unabhängig von der Komplexität und der Sichtverhältnisse zu gewährleisten. Nach der virtuellen Erprobung des Systems erfolgt nun der Praxistest, unter anderem auf dem Berliner Testfeld für hochautomatisiertes Fahren.

Starker Schneefall, ein Ball rollt auf die Fahrbahn: Selbst ein Mensch kann mitunter nicht schnell genug erkennen, ob dies ein gefährlicher Gegenstand oder...

Im Focus: Ultrakurze Momentaufnahmen der Dynamik von Elektronen in Festkörpern

Mit Hilfe ultrakurzer Laser- und Röntgenblitze haben Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Quantenoptik (Garching bei München) Schnappschüsse der bislang kürzesten Bewegung von Elektronen in Festkörpern gemacht. Die Bewegung hielt 750 Attosekunden lang an, bevor sie abklang. Damit stellten die Wissenschaftler einen neuen Rekord auf, ultrakurze Prozesse innerhalb von Festkörpern aufzuzeichnen.

Wenn Röntgenstrahlen auf Festkörpermaterialien oder große Moleküle treffen, wird ein Elektron von seinem angestammten Platz in der Nähe des Atomkerns...

Im Focus: Ultrafast snapshots of relaxing electrons in solids

Using ultrafast flashes of laser and x-ray radiation, scientists at the Max Planck Institute of Quantum Optics (Garching, Germany) took snapshots of the briefest electron motion inside a solid material to date. The electron motion lasted only 750 billionths of the billionth of a second before it fainted, setting a new record of human capability to capture ultrafast processes inside solids!

When x-rays shine onto solid materials or large molecules, an electron is pushed away from its original place near the nucleus of the atom, leaving a hole...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Höher - schneller - weiter: Der Faktor Mensch in der Luftfahrt

20.09.2017 | Veranstaltungen

Wälder unter Druck: Internationale Tagung zur Rolle von Wäldern in der Landschaft an der Uni Halle

20.09.2017 | Veranstaltungen

7000 Teilnehmer erwartet: 69. Urologen-Kongress startet heute in Dresden

20.09.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Drohnen sehen auch im Dunkeln

20.09.2017 | Informationstechnologie

Pfeilgiftfrösche machen auf „Kommando“ Brutpflege für fremde Kaulquappen

20.09.2017 | Biowissenschaften Chemie

Frühwarnsystem für gefährliche Gase: TUHH-Forscher erreichen Meilenstein

20.09.2017 | Energie und Elektrotechnik