CRISPR-Cas9-Genschere erzeugt ungewollte Mutationen im Genom

CRISPR-Cas9-Genschere erzeugt ungewollte Mutationen im Genom



Die Geneditierung mit der CRISPR-Cas9 Genschere ist ein revolutionärer
wissenschaftlicher Durchbruch. Mit CRISPR können Forscher schnell, einfach
und sehr präzise bestimmte Sektionen der DNA bearbeiten. Eine Studie des
Columbia University Medical Center wirft allerdings die Frage auf, wie
präzise die Genschere wirklich ist. Die Wissenschaftler fanden heraus, dass
CRISPR Hunderte nicht beabsichtigte Mutationen im Genom hervorrufen kann.


Forscher entdecken zahlreiche Mutationen

Die Ergebnisse, die Wissenschaftler weltweit mit Hilfe von CRISPR vorzuweisen
haben, sind beeindruckend. Es gelang, gezielt gegen Krebs und HIV vorzugehen
und die ersten klinischen Studien mit CRISPR und menschlichen Probanden sind
in China und den USA für das Jahr 2018 geplant. Die Ergebnisse der neuen
Studie mahnen jedoch zur Vorsicht.

Das Forscherteam arbeitete vorher mit CRISPR, um die erblich bedingte
Netzhauterkrankung Retinitis pigmentosa zu behandeln. Dazu führten sie
Versuche im Tiermodell mit Mäusen durch und entschieden sich, das gesamte
Genom der behandelten Mäuse zu untersuchen.


Herkömmliche Methoden reichen nicht aus

Normalerweise suchen Forscher mit Hilfe von Algorithmen nach Stellen im
Genom, in denen die Behandlung mit CRISPR am wahrscheinlichsten Mutationen
hervorrufen könnte. Die Wissenschaftler des Columbia University Medical
Center hielten diese Methode aber für unzureichend. „These predictive
algorithms seem to do a good job when CRISPR is performed in cells or tissues
in a dish. But whole genome sequencing has not been employed to look for all
off-target effects in living animals“, so Professor Alexander Bassuk, der
Coautor der Studie: "Diese prognostischen Algorithmen scheinen ihre Aufgabe
gut zu erfüllen, wenn mit CRISPR in Zellen oder Geweben im Labor gearbeitet
wird. Aber die Sequenzierung des gesamten Genoms wurde nicht durchgeführt,
um alle nicht-gewollten Effekte in lebenden Tieren zu finden"

Bei der Untersuchung des gesamten Genoms der Mäuse fanden sie heraus, dass
CRISPR erfolgreich die gewünschten Gene bearbeitet, aber gleichzeitig auch
zahlreiche andere, unerwünschte genetische Mutationen im gesamten Genom
verursacht hatte. Bei zwei der mit CRISPR behandelten Tiere fand das Team
mehr als 100 größere Genmutationen und mehr als 1500 Mutationen, bei denen
nur einzelne Nukleotide betroffen waren.


Das Team ist dennoch optimistisch bezüglich CRISPR

Keine dieser Mutationen konnten mit den herkömmlichen, auf Algorithmen
basierenden Methoden identifiziert werden. Zwar wies keines der Tiere
sichtbare Folgen der Mutationen auf, aber letztlich ist es unmöglich zu
sagen, welche Effekte diese langfristig haben können. "Jede neue Therapie
hat einige potentielle Nebeneffekte - aber wir müssen uns über deren Art im
Klaren sein“. Wissenschaftler arbeiten gegenwärtig daran, die Komponenten
des CRISPR-Systems zu verbessern - sein Gen-schneidendes Enzym und die RNA,
die das Enzym zum richtigen Gen führt - um die Effektivität des Editierens
zu verbessern.

„Researchers who aren’t using whole genome sequencing to find off-target
effects may be missing potentially important mutations. Even a single
nucleotide change can have a huge impact“, so Dr, Stephen Tsang, der
ebenfalls an der Studie beteiligt war: "Forscher, die nicht das gesamte Genom
sequenzieren, um nicht beabsichtigte Effekte zu finden, übersehen
möglicherweise potenziell wichtige Mutationen. Schon ein einziger
Nukleotid-Austausch kann eine immense Auswirkung haben".

Die Ergebnisse haben den Optimismus des Teams für die CRISPR-Technologie
nicht geschmälert. Allerdings warnen die Forscher, dass Teams, die mit der
Genschere arbeiten, so gründlich wie möglich nach ungeplanten Mutationen
suchen sollten. Und zwar mittels einer Analyse des gesamten Genoms statt des
Einsatzes von Algorithmen. Nur so können die Auswirkungen des Einsatzes von
CRISPR genau erforscht und dokumentiert werden.

Quellen: Columbia University Medical Center; [1] Trends der Zukunft [2]



Links aus diesem Beitrag:
[1]
http://newsroom.cumc.columbia.edu/blog/2017/05/30/crispr-gene-editing-can-cause-hundreds-of-unintended-mutations/
[2]
http://www.trendsderzukunft.de/crispr-cas9-genschere-erzeugt-ungewollte-mutationen-im-genom/2017/05/30/