Screening-Plattform für gezielte Erbgutveränderungen

Mit der gezielten Veränderung des Erbguts können genetische Erkrankungen des Menschen im Tiermodell nachgeahmt werden. Dabei können sowohl Mechanismen der Krankheitsentstehung und ihres Fortschreitens untersucht, als auch mögliche neue Therapien auf ihre Wirksamkeit und Sicherheit überprüft werden. Mit Hilfe der sogenannten Gen-Schere CRISPR-Cas werden genetische Defekte in das Erbgut der Zellen eingefügt. An welcher Stelle diese aber schneidet, ist trotz Computersimulation nicht immer hundertprozentig vorhersagbar. Daher sollten die jeweils ausgewählten Varianten der Gen-Schere für die beabsichtigte Veränderung des Gens getestet werden, bevor sie im Tier zum Einsatz kommen.

Screening-Plattform zeigt Fehler im Vorfeld

Die Forschenden der Plattform Degenerative Erkrankungen am DPZ haben eine Methode entwickelt, die solche Vorhersagen möglich macht. Die prä-in vivo Screening-Plattform basiert auf sogenannten Alleskönner-Stammzellen nicht-menschlicher Primaten. Diese Zellen sind in der Lage, sich auch in Zellkultur (also in vitro) in jeden Zelltyp des Körpers zu entwickeln. Die Zellen in Kultur weisen die gleiche Erbinformation auf wie die Zellen des lebenden Tieres, daher ermöglicht die Plattform, unerwünschte genetische Veränderungen im Tier bereits im Vorfeld in Zellkultur weitestgehend auszuschließen und die Effizienz der getesteten Gen-Schere im Hinblick auf die beabsichtigte Veränderung zu überprüfen. Die Zellen, die den richtigen Defekt aufweisen, werden zur Bildung von funktionellen (differenzierten) Zellen, zum Beispiel Herzmuskelzellen, angeregt. Mit diesen in Zellkultur erhaltenen Herzmuskelzellen kann anschließend, je nach Art des Krankheitsbildes, überprüft werden, ob die veränderten Herzmuskelzellen dem Krankheitsbild entsprechen, das dargestellt werden soll. Bei positivem Ergebnis in vitro kann der Defekt dann nach Genehmigung durch die zuständige Behörde auf nicht-menschliche Primaten übertragen werden.