Durch eine intravenöse Infusion kann das Mukoviszidose-Gen in Lungenstammzellen eingebaut werden

Die Entwicklung von Gen-Editing-Tools, die es ermöglichen, Mutationen gezielt anzusprechen und zu korrigieren, verspricht uns, die Mutationen zu korrigieren, die genetische Krankheiten verursachen. Allerdings gibt es diese Technologie schon seit einiger Zeit – zwei Forscher waren entscheidend für ihre Entwicklung im Jahr 2020 – und es gab nur eine Handvoll Fälle, in denen Genbearbeitung zur Bekämpfung von Krankheiten eingesetzt wurde.

Ein Grund dafür ist die Herausforderung, bestimmte Zellen im Organismus gezielt anzusprechen. Viele genetisch bedingte Krankheiten betreffen nur einen bestimmten Zelltyp, beispielsweise rote Blutkörperchen bei Sichelzellenanämie, oder bestimmte Gewebe. Um potenzielle Nebenwirkungen zu begrenzen, möchten wir im Idealfall sicherstellen, dass wir im betroffenen Gewebe genügend Bearbeitungen vornehmen, um eine Wirkung zu erzielen, und gleichzeitig die Bearbeitung an anderer Stelle reduzieren, um Nebenwirkungen zu begrenzen. Aber unsere Möglichkeiten dazu waren begrenzt. Darüber hinaus sind viele von genetisch bedingten Krankheiten betroffene Zellen ausgereift und haben aufgehört, sich zu teilen. Daher müssen wir entweder Gen-Editing-Behandlungen auf unbestimmte Zeit wiederholen oder einen Weg finden, gezielt auf die Stammzellpopulation abzuzielen, die reife Zellen produziert.

Am Donnerstag gab ein in den USA ansässiges Forschungsteam bekannt, dass es Gen-Editing-Experimente durchgeführt habe, die auf eine bekannte genetische Krankheit abzielten: Mukoviszidose. Ihre Technologie zielt weitgehend auf das am stärksten von der Krankheit betroffene Gewebe (die Lunge) ab und erfolgt in Stammzellpopulationen, die reife Lungenzellen produzieren, wodurch eine stabile Wirkung gewährleistet wird.

Werden Sie konkret

Grundlage der neuen Arbeit ist eine Technologie, die mRNAs aus COVID-19-mRNA-Impfstoffen in Zellen bringt. mRNA-Nukleinsäuren sind große Moleküle, die viele geladene Teile enthalten, was es für sie schwierig macht, die Membran zu passieren und in die Zelle einzudringen. Um dieses Problem zu umgehen, verpackten Forscher mRNA in eine Lipidblase, die dann mit Zellmembranen verschmelzen und die mRNA in die Zelle abgeben konnte.

Die Forscher stellen fest, dass dieses Verfahren zwei sehr große Vorteile hat: Wir wissen, dass es funktioniert, und wir wissen, dass es sicher ist. „Weltweit wurden mehr als eine Milliarde Dosen liposomaler Nanopartikel-mRNA-COVID-19-Impfstoffe durch intramuskuläre Injektion verabreicht, was eine anhaltend hohe Sicherheit und Wirksamkeit durch wiederholte Dosierung beweist“, schrieben sie. (Nebenbei ist es interessant, die Sichtweise der Forschungsgemeinschaft auf mRNA-Impfstoffe mit den Verschwörungen zu vergleichen, die in der Öffentlichkeit weit verbreitet sind.)

Es gibt einen großen Faktor, der für die Impfstoffabgabe keine Rolle spielt, für die Genbearbeitung jedoch schon: Es ist ihnen egal, auf welche Zellen sie bei der Abgabe abzielen. Wenn Sie also auf etwas wie Blutstammzellen abzielen möchten, müssen Sie die Fettmoleküle auf irgendeine Weise verändern, damit sie bevorzugt auf die von Ihnen ausgewählten Zellen abzielen.

Es gibt viele Ideen dazu, aber das Team hinter dieser neuen Arbeit hat eine relativ einfache Idee gefunden: die Menge der positiv geladenen Lipide auf dem Partikel zu ändern. Im Jahr 2020 sind sie es Veröffentlichtes Papier Sie beschreiben die Entwicklung von Lipid-Nanopartikeln mit selektivem Organ-Targeting (SORT). Standardmäßig landen viele Fettmoleküle in der Leber. Wenn jedoch der Anteil positiv geladener Fette zunimmt, verlagert sich die Wirkung auf die Milz und dann auf die Lunge.

Vermutlich weil sie wussten, dass sie auf die Lunge abzielen könnten, beschlossen sie, SORT-Moleküle zu verwenden, um ein Gen-Editing-System für Mukoviszidose zu senden, das hauptsächlich dieses Gewebe betrifft und durch Mutationen in einem einzelnen Gen verursacht wird. Während es relativ einfach ist, Dinge in die Lunge zu bringen, ist es schwieriger, sie in die Lungenzellen zu bringen, da sich in der Lunge all der Schleim, die Flimmerhärchen und die Immunzellen befinden, die sich um Fremdkörper kümmern sollen.