Die Revolution nicht verschlafen

Warum wir über Genome Editing diskutieren müssen

Bild: rawpixel/freepik.com

Es ist schon dunkel draußen und Nieselregen tropft uns ins Gesicht, als wir uns vor der Pumpe treffen. An diesem typischen Kieler Donnerstagabend Anfang November hat uns entsprechend unserer Studiengänge ein naturwissenschaftliches Thema ins Kino gelockt. Das wird auch am Publikum sichtbar, denn gruppenweise kommen weitere Studierende der Medizin, Biochemie oder Biologie an und drängen sich die Treppe hoch zum Einlass. Der kleine, abgedunkelte Kinosaal ist kuschelig warm und bis auf den letzten Platz gefüllt. Neugierig und vielleicht auch etwas skeptisch warten wir darauf, dass alle Lichter ausgehen und der Film startet. Human Nature: Die CRISPR Revolution – dem Großteil der Zuschauer*innen ist längst bewusst, welche Technologie mit ihren revolutionären Anwendungen in den nächsten 90 Minuten vorgestellt wird. Erwartungsvoll fiebert das Publikum der filmischen Aufarbeitung der ethischen Hürden und anschließenden Expert*innendiskussion im Saal entgegen. Ganz anders geht es Menschen, die nicht Teil des naturwissenschaftlichen Kosmos sind: „Ich dachte bei CRISPR zunächst an einen knusprigen Snack“, leitet der Moderator des Abends Günther Jesumann die Vorstellung ein. Von der Methode habe er vorher noch nichts gehört. Auch in der ALBRECHT-Redaktion treffe ich auf verwirrte Blicke, als ich von dem Film berichte. Dabei versteckt sich hinter diesem mysteriösen Akronym eine der bedeutendsten Entdeckungen des 21. Jahrhunderts.

Was ist CRISPR?

CRISPR steht für Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats – also kurze, repetitive DNA-Sequenzen. Sie wurden in der Erbinformation, dem Genom, von Bakterien entdeckt und dienen dort der Immunabwehr. Wenn Viren mit ihrem Erbgut in Bakterienzellen eindringen, sind Bakterien in der Lage, Teile dieser Fremd-DNA als sogenannte Spacer in die CRISPR-DNA-Sequenzen zu integrieren. So erstellt das Bakterium in seiner DNA eine Bibliothek fremder DNA, mit deren Hilfe virale DNA beim erneuten Eindringen effizient zerstört werden kann. Das funktioniert durch die Übersetzung der bakteriellen DNA mit den viralen Spacern in RNA, die ähnlich wie DNA aufgebaut ist. Das Protein Cas9 bindet die Spacer-RNA und patrouilliert in der Zelle auf der Suche nach DNA, die identisch mit der gebundenen Spacer-Sequenz ist. Trifft Cas9 auf diese identische, virale DNA-Sequenz, schneidet es die virale DNA. Somit führt das Einlagern der Spacer zur Resistenz gegen Viren, da die DNA durch das Cas9-Protein gezielt zerschnitten wird.

Doch der Mechanismus ist nicht auf Bakterien beschränkt. Das Protein Cas9 ist in der Lage, die DNA in jeder Zelle und jedem Organismus zu verändern. „Cas9 ist programmierbar und wir können kontrollieren, wo es einen Schnitt in der DNA machen soll“, erklärt Jennifer Doudna, Biochemikerin und Molekularbiologin an der University of California, die zusammen mit Emmanuelle Charpentier, Direktorin des Max-Planck-Instituts für Infektionsbiologie in Berlin, CRISPR-Cas9 als Werkzeug beschrieb. „Es wird tiefgreifende Auswirkungen auf die Zukunft haben.“

Das Enzym Cas9 erzeugt einen Bruch in der DNA. Die Bruchstelle kann a) von der Zelle – meist fehlerhaft – repariert werden oder b) zur Modifikation genutzt werden, indem die Wunsch-DNA-Sequenz künstlich in die Zelle gegeben wird. 

  • Bild: Mariuswalter // wikimedia commons

Genome Editing

Für die Anwendung von CRISPR-Cas9 in Organismen wie dem Menschen ist die Möglichkeit, einen präzisen Schnitt an nur einer Stelle im Genom vorzunehmen, von großer Bedeutung. Dafür wird eine guide-RNA gewählt, die die zu schneidende DNA-Sequenz erkennt. Cas9 bindet an diese guide-RNA und schneidet die DNA. Nach diesem Doppelstrangbruch der DNA sind die Zellen über natürliche Mechanismen in der Lage, die Schnittstelle wieder zu verbinden. Dies ermöglicht, fehlerhafte Gene durch funktionierende Gene zu ersetzen. Für die Reparatur des DNA-Bruchs kann die korrekte DNA-Sequenz in die Zelle gegeben werden. Während der Reparatur orientiert sich die Zelle an dieser DNA-Sequenz und baut das funktionierende Gen ein.

Die resultierende Möglichkeit, kurze DNA-Sequenzen auszutauschen oder einzelne Basen des menschlichen Genoms zu verändern, ist von großer Bedeutung in der Medizin. Erbkrankheiten wie Sichelzellenanämie, die auf Punktmutationen im der DNA zurückzuführen sind, können früh erkannt und geteilt werden. Aber hier hören die Optionen nicht auf: Patient*innen könnten durch Ausschalten eines Gens für die Schmerzregulation Chemotherapien besser ertragen. Eltern hätten die Möglichkeit, sich dafür zu entscheiden, genetische Informationen ihrer Nachkommen zu verändern. Organe könnten aus anderen Organismen wie Schweinen transplantiert werden. „Wir könnten die Wollmammuts zurückholen“, prophezeit George Church, CRISPR-Pionier der Universität Harvard. Ein chinesischer Forscher verkündete bereits, dass ihm die kontroverse Genmanipulation zweier Babys gelungen sei, sodass diese HIV-resistent seien. Neue Möglichkeiten ergeben sich auch für die Landwirtschaft: Gentechnisch veränderte Lebensmittel wie Mais, der gegen Schädlingsbefall resistent ist, können den Anbau effizienter machen. CRISPR hat das Potenzial sowohl die Humanmedizin als auch unser Verständnis von genomischen Daten grundliegend zu revolutionieren.

Ethische Diskussion

„Der Mensch ist es, der eine Technologie zu etwas Gutem oder Schlechtem macht“, sagt die amerikanische Juristin und Bioethikerin Alta Charo. Die Chancen für den medizinischen Fortschritt, die Genome Editing durch CRISPR bietet, sind riesig. Auch die Verbesserung körperlicher und geistiger Fähigkeiten ist keine Fiktion mehr. Der Methode sind theoretisch keine Grenzen gesetzt – egal ob am Menschen, an Tieren oder Pflanzen. Jetzt ist es Aufgabe der Gesellschaft, diese Grenzen zu definieren. Welche Risiken sind wir bereit einzugehen, um Krankheiten zu verhindern? Sollten wir uns selbst oder unsere Kinder genetisch verändern oder ist es gar bizarr, diese Möglichkeiten nicht zu ergreifen? Wie verändert sich unsere Gesellschaft, wenn neue Standards gesetzt werden? Und können wir Eingriffe in die Keimbahn, also Spermien und Eizellen, verantworten, wenn die Folgen sich auf alle nachfolgenden Generationen erstrecken? Sind wir uns der Folgen für die Umwelt bewusst, wenn wir in das Ökosystem eingreifen?

Wichtig zu verstehen ist auch, was mit CRISPR nicht verändert werden kann. Viele Abläufe im menschlichen Organismus sind viel zu komplex, um sie auf punktuelle Abschnitte in wenigen Genen zurückzuführen. Die Persönlichkeit eines Menschen zu designen oder seine Intelligenz zu beeinflussen, liegt daher noch weit außerhalb des Möglichen.

Das gesellschaftliche Verständnis über Chancen und Risiken von Genome Editing ist die Grundlage für eine effektive, ethische Diskussion. Dabei muss das Wissen über diese Methoden seinen Weg aus den Kliniken und Laboren finden und verständlich aufbereitet werden. Nur so kann verhindert werden, dass Falschinformationen entstehen oder Menschen sich von neuen wissenschaftlichen Erkenntnissen abwenden.

Verschlafen oder nur versteckt?

Das Licht im Kinosaal geht an und langsam tauchen wir wieder auf aus der Welt von David, der an Sichelzellenanämie leidet und geheilt werden kann, von Wissenschaftler*innen, die Menschen designen wollen, und von Forscher*innen, die Bausteine in der DNA austauschen. Aber auftauchen scheint nicht das richtige Wort zu sein, denn ihre Welt ist nicht fiktiv. In den meisten gesellschaftlichen Kreisen werden Genome Editing und CRISPR nur schlicht nicht bei Kaffee und Kuchen diskutiert.

TED-Talk von Jennifer Doudna, Vorreiterin in der CRISPR-Forschung

„Möchten Sie etwas zu dem Film sagen?“ Langsam kommen die ersten Meldungen und in der nachfolgenden Diskussion sind wir uns schnell einig, dass der wissenschaftliche Fortschritt rasant ist, die gesellschaftliche und politische Reaktion hingegen verschlafen wirkt. „Das Thema muss aus den kleinen wissenschaftlichen Kreisen herausgetragen werden“, sagt Annette Rogge, Oberärztin und Medizinethikerin am UKSH. Eine Hürde sieht der Moderator und Journalist Jesumann in seiner eigenen Branche: „Journalist*innen verfügen selten über das Know-How, um über wissenschaftliche Themen informieren zu können.“ Für diesen Film arbeiteten die Produzenten eng mit verschiedenen Wissenschaftler*innen zusammen und dokumentierten deren unterschiedlichen Ansichten zu CRISPR. Verständlich war der Film auf jeden Fall, betonen auch einzelne fachfremde Leute aus dem Publikum, die eher zufällig den Weg ins Kino gefunden haben.

Nachdenklich finden wir unseren Weg nach draußen in den Kieler Regen. Neben der Faszination für Genome Editing, die sicherlich unseren Studienfächern geschuldet ist, beschäftigt uns vor allem die Frage, was CRISPR in den nächsten Jahren erreichen wird und darf. Es existiert bereits eine Bandbreite an technischen Möglichkeiten und eine Vielzahl an Veränderungen kann auf jeden von uns zukommen. Deshalb ist es zwingend notwendig, über CRISPR-Cas9 zu informieren, und unausweichlich, eine gesellschaftliche Diskussion über die ethischen Folgen von Genome Editing zu führen.

Autor*in

Alexandra studiert Biochemie und Molekularbiologie. Sie ist seit Oktober 2016 beim Albrecht als Redakteurin aktiv, schreibt über Hochschulforschung oder gibt im Gesellschaftsressort ihre Meinung zum Besten und beim Layout und Design der Zeitung hilft sie gerne aus.

Alexandra Tietze
Über Alexandra Tietze 23 Artikel
Alexandra studiert Biochemie und Molekularbiologie. Sie ist seit Oktober 2016 beim Albrecht als Redakteurin aktiv, schreibt über Hochschulforschung oder gibt im Gesellschaftsressort ihre Meinung zum Besten und beim Layout und Design der Zeitung hilft sie gerne aus.

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