Keimbahn Genome Editing (KGE)

In einem Embryo im Frühstadium, Spermium oder Ei-Zelle wird mit einer Gentechnik eine bestimmte DNA-Sequenz verändert. Genetisches Material wird hinzugefügt oder die ursprüngliche Sequenz inaktiviert. Dies wird auch als Keimbahnveränderung oder Keimbahntherapie bezeichnet. Die veränderte DNA wird Teil des Genoms aller Zellen dieses Kindes und wird an die nachfolgenden Generationen weitergegeben, so dass sie Teil des menschlichen Genpools wird. Eine dieser Techniken heißt CRISPR-Cas9 (clustered regularly interspaced short palindromic repeats - CRISPR-associated protein 9, siehe unten).

Heritable Human Genome Editing (HHGE) Interventionen in klinischen Anwendungen sind derzeit nicht erlaubt, könnten aber in Zukunft legalisiert werden.

HHGE-Wissenschaftler*innen möchten die Möglichkeit von klinischen Anwendungen offen lassen, etwa um Erbkrankheiten "herauszueditieren" oder sogar um die menschlichen Fähigkeiten zu „verbessern". Sie behaupten, dass das Genome Editing ein sehr grosses therapeutisches Potenzial besitzt.

Es bestehen erhebliche Bedenken hinsichtlich der Sicherheit dieser Techniken. Es gibt den Begriff der „Off-Target"-Genveränderung, eine unbeabsichtigte Veränderung, die die Funktion der DNA verändern kann. Dies würde bedeuten, dass die klinische Anwendung mit unvorhersehbaren Ergebnissen behaftet ist. Die Fehler würden an die nächste Generation weitergegeben.

Die andere Anwendung von KGE an Embryonen dient der Grundlagenforschung und nicht der Fortpflanzung. Bei der Genom-Editierungsforschung werden menschliche Embryonen verwendet, um die frühe Embryonalentwicklung und die Veränderungen bei genetischen Krankheiten besser zu verstehen. In einigen Ländern ist dies bereits erlaubt.

Es gibt drei Möglichkeiten, wie das Keimbahn Genome Editing (KGE) eingesetzt werden soll:

1. KGE an Embryonen für die Grundlagenforschung (nicht zu reproduktiven Zwecken)

2. HHGE für die klinische Anwendung, als „Therapie" (zu reproduktiven Zwecken, vererbbar)

3. Enhancement von Individuen (Veränderung eines Embryos durch einen Eingriff zur Erweiterung von menschlichen Merkmalen, nicht-therapeutischer Eingriff)

Die Anwendung von KGE in der Grundlagenforschung ist schwer zu verhindern. Vom Einsatz von HHGE in der Grundlagenforschung folgt die klinische Anwendung zu „Therapiezwecke" als nächster Schritt und von da ist die „Enhancement"-Behandlung schon nicht mehr weg zu denken. Es ist wie man auf englisch sagt eine „Slippery Slope".

Im Jahr 2018 gab Dr. He Jiankui bekannt, dass er die ersten genmanipulierten Babys, Zwillinge, erschaffen hatte, deren Genom angeblich auf HIV-Resistenz editiert worden waren. Wissenschaftler verurteilten Dr. He's Aktionen. Man war sich einig, dass die Gen-Editing-Technologie zu verfrüht ist, um zu reproduktiven Zwecken eingesetzt zu werden. Dr. He Jiankui wurde verurteilt (3 Jahre Gefängnis), weil er gegen das chinesische Verbot der klinischen Anwendung von Gen-Editing zu Reproduktionszwecken verstoßen hatte.

Klinische Anwendung von KGE

Die klinischen Anwendungen von KGE wären:

• Verhinderung der Übertragung von genetischen Variationen, die mit schweren genetischen Krankheiten einhergehen (Monogenetische Erkrankungen)

• Verringerung des Risikos weit verbreiteter Krankheiten (polygene Erkrankungen). Man verspricht davon die menschliche Gesundheit generell zu verbessern.

• Verbesserung der menschlichen Fähigkeiten weit über das hinaus, was derzeit für den Menschen möglich ist und damit eine Verbesserung weit über die menschlichen Grenzen.

Was ist schwere genetische Krankheit": 

Was als „schwer" angesehen wird, ist ein extrem belasteter Ausdruck und ist eine emotionale und kulturelle Konstruktion. Wer entscheidet was „schwer" genug ist?

Sicherheitsbedenken in Bezug auf HGE:

Es kommt zu unbeabsichtigten Veränderungen des Genoms (als „off-target", „on-target" und „Mosaik" bezeichnet), die möglicherweise zu Krebs, Behinderungen und anderen Krankheiten führen können. Dies würde die klinische Anwendung von HHGE ziemlich ineffektiv machen. Das Kind und die nachfolgenden Generationen könnten unvorhersehbare Krankheiten zu unvorhersehbaren Zeitpunkten in ihrem Leben bekommen. Eine langfristige Nachverfolgung wäre fast unmöglich.

Die klinische Anwendung von KGE ist umstritten:

Verhinderung von Leiden wird angeführt als Hauptgrund für die Anwendung von HHGE. Aber sie wird durchgeführt, bevor die Symptome auftreten können. Daher scheint das Argument für diese Eingriffe auf wackeligen Beinen zu stehen.

Befürworter*innen weisen darauf hin, dass

• KGE nicht behindern sollte. Sicherheitsrisiken für die Teilnehmenden gebe es in fast jeder medizinischen Forschung, die neue Therapien betreffen.

• schwere genetisch bedingte Geburtsfehler würden bei 6% aller Neugeborenen festgestellt werden. Es gäbe moralische Gründe, das Auftreten dieser genetischen Krankheiten in zukünftigen Generationen zu verhindern. Die klinische Anwendung von KGE würde darin bestehen, genetische Krankheiten zu verhindern.

• darum sei die klinische Anwendung von KGE moralisch zulässig sei und sogar moralisch wünschenswert.

Was ist CRISPR?

Die Technologie der „Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats" (CRISPR) bezeichnet eine Art molekularen Schere. Wissenschaftler*innen bevorzugen diese Technik, weil sie schneller und billiger als andere Genom-Editing- und ältere Gentechnik Methoden ist, und weil es sich um eine präzise(re) Methode zur gezielte Veränderung jedes Genoms handelt.

Die Technik von CRISPR-Cas9 ist von einer speziellen Immunabwehr von Bakterien abgeleitet. Sie fangen kleine Stücke der DNA des infizierenden Virus ab und fügen sie als CRISPR in ihre eigene DNA ein, wodurch sich die Bakterien an das Virus erinnern können. Das neu angreifende Virus wird durch das CRISPR-Cas9-Enzym bekämpft, das die DNA des Virus an der bekannten Sequenz schneidet, wodurch das Virus unschädlich gemacht wird.

Dieses Immunabwehrsystem von Bakterien wurde von Wissenschaftler*innen für die Bearbeitung von DNA im Labor angepasst. Wenn CRISPR in eine Zelle eingeführt wird, erkennt es die angesteuerte DNA-Sequenz, und das Cas9-Enzym schneidet die DNA an der gewünschten Stelle.

Genom-Editing wird auch als Genom-Chirurgie bezeichnet und der CRISPR-Mechanismus wird durch das Bild der „Genschere" erklärt.

Allerdings ist das Genom-Editing für seine Fehler bekannt. Man spricht von „Off-Target"- und „On-Target"-Effekt sowie einem so genannten „Mosaik".

Ein „Off-Target" bedeutet, dass Genabschnitte verändert werden, die eigentlich nicht verändert werden sollten.

Ein „On-Target"-Effekt liegt vor, wenn der zelleigene Reparaturmechanismus zwar die richtige Gensequenz verändert, aber anders als geplant.

Ein „Mosaik" liegt vor, wenn die genetische Veränderung nur in einem Teil der Zielzellen erfolgreich umgesetzt wurde, nicht aber in allen behandelten Zellen. Mosaizismus bedeutet, dass nur ein Teil der Zellen in einem mehrzelligen Embryo gleich verändert wurde.

Alle diese Fehler können zu schädlichen Folgen führen.

Die möglichen kurz- und langfristigen Schäden des Genome Editing, einschließlich der möglichen Folgen unbeabsichtigter Off-Target-Effekte und unerwünschter On-Target-Effekte sowie des genetischen Mosaizismus, müssen vollständig verstanden werden, bevor die Optionen für medizinischen Anwendungen in Betracht gezogen werden können.

Fragen:

• Ist die klinische Anwendung von KGE vertretbar oder gar moralisch wünschenswert?

• Halten Sie die klinische Anwendung von KGE aufgrund der erheblichen (medizinischen und sozialen) Sicherheitsprobleme der neuen Technik für unverantwortlich, oder würden ohne weiters diese Technik anwenden für Ihr Kind?

• Wenn das Verfahren der somatischen (nicht vererbbaren) Genom-Editierung als medizinisch sicher angesehen wird, würde für die Keimbahn-Editierung (vererbbar) die gleiche Annahme gelten?