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Zielgerichtete genetische VerÀnderung von iPS Zellen

Die Stammzellforschung möchte nicht nur Krankheitsmodelle etablieren und dem Wirkstoff-screening dienen, sondern auch über den Zusammenhang zwischen Genen und Krankheiten aufklären.

Nicht zuletzt möchten Stammzellforscher aber auch, patienten-eigene iPS-Zellen genetisch so verändern, dass die betreffende Erkrankung korrigiert wird.

In der Grundlagenforschung steht neuerdings ein gentechnisches Verfahren in der Diskussion, das als CRISPR/Cas9-Technologie bezeichnet wird. Diese Technik erlaubt den relativ einfachen und vor allem sehr effizienten Austausch einzelner Bausteinen der menschlichen DNA. Aber auch andere Formen der Gentherapie wie zum Beispiel moderne Retrovirus-Abkömmlinge mit deutlich verbessertem Sicherheit-Charakteristika oder andere Verfahren zur zielgerichteten Genom-Modifizierung mittels der sogenannten Zink-Finger- oder TALEN-Technologie befinden sich für blutbildende Stammzellen zwischenzeitlich in der klinischen Erprobung.

Korrektur von Gendefekten

Forscher setzen die erst 2012 entwickelte CRISPR/Cas9-Technik bereits zur Korrektur von Gendefekten bei Mäusen im Labor ein. Eine weitere Einsatzmöglichkeit sind iPS Zellen, die dann in spezifische Zelltypen differenziert werden können, in denen der Gen-Defekt korrigiert ist. So hat beispielsweise das Forscher-Team um Hans Schöler drei Varianten von iPS-Zell-abgeleiteten Neuronen erzeugt, um die Parkinson-Erkrakung besser zu untersuchen.

Der erste Zelltyp stammte direkt von Patienten mit einem Defekt im LRRK2-Gens, das für die Parkinson-Erkrankung mit ursächlich erscheint.

Die zweite Variante stellt eine Kontrolle aus gesunden iPS-Zellen dar, in denen im Labor mittels der CRISPR/Cas9-Technologie Mutationen im LRRK2-Gen eingebaut wurden.

Die dritte Variante enthält die in der Petrischale vom defekten Gen reparierten Zellen.

 

Der Vergleich zeigt eindeutig, dass der für die Krankheit ursächliche Zelluntergang der dopaminbildenden Neurone direkt im Zusammenhang mit dem Fehler im LRRK2-Gen steht.

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