Gene Editing mit Comicfiguren verstehen

Die Menschheit steht derzeit vor einer großen Herausforderung durch das Coronavirus. Grenzen werden geschlossen, Flugzeuge am Boden gehalten und Fabriken geschlossen. Gleichzeitig arbeiten Wissenschaftler und Fachleute des öffentlichen Gesundheitswesens an Tests, Behandlungen und Impfstoffen, um bald eine medizinische Reaktion zu ermöglichen. Die Bewältigung von Korona könnte einer der größten Tests sein, denen sich die Menschheit in den letzten Jahrzehnten gestellt hat, aber es wird nicht das letzte Virus sein, das wir besiegen müssen. Es ist an der Zeit, sich der Biowissenschaft zuzuwenden und mehr Forschung und Anwendungen genetischer Veränderungsmethoden zuzulassen.

Für den Laien ist dieses ganze Technogeschwätz um Mutagenese und Gentechnik nur schwer nachvollziehbar und ich persönlich brauchte einiges an Lektüre, um zu begreifen, welche verschiedenen Methoden es gibt und wie diese unsere Lebensqualität massiv verbessern können.

Schauen wir uns zunächst die vier häufigsten Methoden an, um die Gene einer Pflanze oder eines Tieres zu verändern: 

• Dr Xaver – Mutationen an sich kommen in der Natur einfach regelmäßig vor – So wurden manche Aminosäuren eine Milliarde Jahre später zum Menschen. Biologische Evolution kann nur dank Mutationen stattfinden. Mutationen in der Natur treten zufällig auf oder werden durch exogene Faktoren wie Strahlung (z. B. Sonne) verursacht. Für die Comic-Leser unter uns haben X-Men Mutationen, die (in den meisten Fällen) zufällig aufgetreten sind.

• The Hulk – Mutation durch Exposition (Mutagene): Eine der häufigsten Methoden, Saatgut zu manipulieren, besteht darin, es Strahlung auszusetzen und auf positive Mutationen (z. B. höhere Schädlingsresistenz) zu hoffen. Diese Methode ist seit den 1950er Jahren weit verbreitet und ein sehr ungenauer Schrotflintenansatz, der darauf abzielt, Pflanzen widerstandsfähiger oder schmackhafter zu machen. Es erfordert Tausende von Versuchen, um ein positives Ergebnis zu erzielen. Diese Methode ist in fast allen Ländern weit verbreitet und legal. In unserem Comicbuch-Universum ist der Hulk ein gutes Beispiel für durch Strahlung verursachte Mutationen.

• Spider Man – Gentechnisch veränderte Organismen (transgene GVO): Dieses oft gefürchtete Verfahren zur Herstellung von GVO basiert auf dem Einfügen der Gene einer Art in die Gene einer anderen. In den meisten Fällen wurde GVO-Pflanzen ein Protein einer anderen Pflanze oder eines Bakteriums injiziert, das die Pflanzen schneller wachsen lässt oder widerstandsfähiger gegen bestimmte Krankheiten macht. Andere Beispiele sind die Kreuzung von Lachs mit Tilapia-Fisch, wodurch der Lachs doppelt so schnell wächst. Spiderman, der von einer Spinne gebissen wird und aufgrund seiner verbesserten spinnenmenschlichen (transgenen) DNA plötzlich Wolkenkratzer erklimmen kann, ist ein Beispiel aus dem Comicverse. 

• GATTACA/Wrath of Khan – Gene Editing (die Schere): Die neueste und präziseste Art, die Gene eines Organismus zu verändern, ist das sogenannte Gene Editing. Im Gegensatz zu herkömmlichen GVO werden Gene nicht von einem anderen Organismus implantiert, sondern innerhalb des Organismus verändert, indem bestimmte Gene entweder deaktiviert oder hinzugefügt werden. 

Dies ist sogar bei erwachsenen, lebenden Menschen möglich, was ein Segen für alle ist, die an genetischen Störungen leiden. Wir sind in der Lage, Gene in lebenden Organismen zu „reparieren“. Die Genbearbeitung ist auch tausendmal genauer, als nur Samen mit Strahlung zu bombardieren. Einige Anwendungsbeispiele deaktivieren das Gen, das für die Bildung von Gluten in Weizen verantwortlich ist: Das Ergebnis ist glutenfreier Weizen. Es gibt mehrere Methoden, die dies erreichen. Eines der beliebtesten ist heutzutage das sogenannte CRISPR Cas-9. Bei diesen „Scheren“ handelt es sich meist um umprogrammierte Bakterien, die die neue Geninformation weitergeben oder erloschene oder unerwünschte Gene deaktivieren. Viele Science-Fiction-Romane und -Filme zeigen eine Zukunft, in der wir genetische Defekte deaktivieren und Menschen von schrecklichen Krankheiten heilen können. Einige Beispiele für Geschichten, in denen CRISPR-ähnliche Techniken verwendet wurden, sind Filme wie GATTACA, Star Treks Wrath of Khan oder die Expanse-Serie, in der die Genbearbeitung eine entscheidende Rolle beim Anbau von Pflanzen im Weltraum spielt.

Was hat das mit dem Coronavirus zu tun?

Synthetische Biologen haben mit der Verwendung begonnen CRISPR zum synthetischen Erstellen von Teilen des Coronavirus, um einen Impfstoff gegen diese Lungenkrankheit auf den Markt zu bringen und ihn sehr schnell in Serie produzieren zu können. In Kombination mit Computersimulationen und künstlicher Intelligenz wird das beste Design für einen solchen Impfstoff am Computer berechnet und anschließend synthetisch erstellt. Dies beschleunigt die Impfstoffentwicklung und verkürzt sie von Jahren auf nur Monate. Regulatoren und Zulassungsbehörden haben gezeigt, dass sie in Krisenzeiten auch schnell neue Test- und Impfverfahren genehmigen können, die meist ein jahrelanges Hin und Her mit Behörden wie der FDA erfordern?

CRISPR erlaubt auch die „Suche“ nach bestimmten Genen, auch Genen eines Virus. Das half den Forschern um schnelle und einfache Testverfahren zu erstellen um Patienten auf Corona zu testen.

Langfristig könnte uns die Gen-Editierung ermöglichen, die Immunität des Menschen zu erhöhen, indem unsere Gene verändert und uns widerstandsfähiger gegen Viren und Bakterien gemacht werden. 

Das wird nicht die letzte Krise sein

Während das Coronavirus unsere moderne Gesellschaft wirklich auf die Probe zu stellen scheint, müssen wir uns auch bewusst sein, dass dies nicht der letzte Krankheitserreger sein wird, der das Potenzial hat, Millionen zu töten. Wenn wir Pech haben, könnte Corona schnell mutieren und schwerer zu bekämpfen sein. Der nächste gefährliche Virus, Pilz oder Bakterium ist wahrscheinlich um die Ecke. Daher müssen wir uns die neuesten Erfindungen der Biotechnologie zu eigen machen und dürfen die Genforschung und die Nutzung ihrer Erkenntnisse nicht blockieren.

Derzeit stehen viele bürokratische Hürden und sogar völlige Verbote zwischen lebensrettenden Innovationen wie CRISPR und Patienten auf der ganzen Welt. Wir müssen unsere Feindseligkeit gegenüber der Gentechnik überdenken und annehmen. Um ehrlich zu sein: Wir sind in einem ständigen Kampf gegen neu auftretende Krankheiten und müssen in der Lage sein, modernste menschliche Antworten darauf einzusetzen.