Matthew Porteus ist kein Gegner von CRISPR/Cas9, im Gegenteil: „Wir nutzen die Technologie täglich bei unserer eigenen Arbeit“, sagt der Forscher von der Standford University. Trotzdem haben Porteus und seine Kollegen dafür gesorgt, dass in den vergangenen Tagen viel über die Zukunft von CRISPR/Cas9 diskutiert wurde. Im Großen und Ganzen sind sich dabei immer noch alle einig: CIRSPR/Cas9 ist großartig, schneller, billiger und effektiver als alle anderen Genscheren. Doch ist das Werkzeug vielleicht doch nicht so gut einsetzbar wie gedacht?
CRISPR/Cas 9 funktioniert im Grunde so: Cas9 kann DNA zerschneiden. Es wird von Mikroorganismen genutzt, um fremdes Virus-Erbgut loszuwerden. Damit das Cas9-Protein weiß, wo es hin muss, hilft ihm eine „guide RNA“. Sie leitet es zu einer bestimmten DNA-Stelle, die auch von Wissenschaftlern bestimmt werden kann. CRISPR/Cas9 lässt sich so zum Beispiel nutzen, um Gene ausschalten. Wissenschaftler glauben, dass sich mit der Hilfe von CIRSPR/Cas9 nicht nur Krankheiten erforschen, sondern auch heilen lassen.
Große Hoffnungen auf CRISPR/Cas9 setzt man zum Beispiel in der Gentherapie. Doch dort könnten die Cas9-Proteine zum Problem werden. Sie stammen von den Bakterien Staphylococcus aureus und Streptococcus pyogenes. Beides sind Bakterien, die den Menschen infizieren – und zwar nicht selten. Das heißt aber auch: Viele Menschen könnten eine Immunität, nicht nur gegen die Bakterien, sondern auch gegen bestimmte Teile von ihnen, wie zum Beispiel die Cas9-Proteine, entwickelt haben. Genau das haben Porteus und seine Kollegen in einer kleinen Studie getestet.
Dazu untersuchten sie zum einen, ob ihre Testpersonen Antikörper gegen die Cas9-Proteine hatten. „Bei 70 Prozent der gesunden Erwachsenen, die wir getestet haben, haben wir Antikörper gefunden“, sagt Porteus. Diese Antikörper können das Cas9-Protein zerstören. Eine andere Waffe des Immunsystems gegen Erreger sind T-Zellen, die infizierte Zellen töten: Rund 50 Prozent der untersuchten Personen hatten T-Zellen, die Cas9 von Staphylococcus aureus erkannten. Auf die Cas9-Proteine von Streptococcus pyogenes dagegen reagierte niemand.
Das bedeutet: Der Körper könnte die Cas9-Proteine ausschalten, bevor sie aktiv werden. Gleichzeitig könnte seine Immunantwort gefährlich für die Patienten werden. Porteus hat für seine Studien zwar nur rund 15 Menschen untersucht, doch er geht davon aus, dass sich seine Ergebnisse auch in größeren Studien bestätigen werden.
Steht CRISPR/Cas9 also vor dem Aus? „Es könnte sein, dass das die Anwendung von CRISPR/Cas9 stark behindern würde“ sagt Frank Buchholz von der TU-Dresden. Das Ende der Genschere ist es aber sicherlich nicht. Es gibt bereits Ideen, wie man das Problem umgehen könnte: Zum Beispiel könnte man Cas9 vor dem Immunsystem abschirmen, außerhalb von dessen Reichweite bringen oder Proteine von anderen Spezies verwenden. Außerdem betrifft das Problem ja nicht alle Anwendungen: Ex vivo , also außerhalb des menschlichen Körpers, lassen sich die Cas9-Proteine auch weiterhin nutzen.
Eine mögliche Cas9-Immunität ist derzeit nicht die einzige Baustelle der CRISPR-Forschung. Wissenschaftler arbeiten daran, CRISPR möglichst präzise zu machen, zu verhindern, dass das Werkzeug an Stellen schneidet, die es eigentlich in Ruhe lassen sollte - sogenannte off-target-Effekte. Eine anderes Problem: Die Genschere durchtrennt zwar den DNA-Doppelstrang, überlässt die Reparatur aber der Zelle. Doch wie genau die den Bruch kittet, lässt sich schwer steuern. Auch an diesen Fragen werde stark gearbeitet, sagt Buchholz. Er glaubt: „Mit einer cleveren Herangehensweise lassen sich diese Hürden überwinden.“
