CCR5 in der Zellmembran
Wissenschaftler mehrerer Moskauer Institute führten das erste Experiment in Russland zur Bearbeitung menschlicher Zygoten mit dem CRISPR-Cas9-System durch und erhielten Embryonen mit einer Mutation im CCR5-Gen, das die Resistenz gegen eine Infektion mit dem humanen Immunschwächevirus bestimmt. Die Forschungsergebnisse werden in der eigenen wissenschaftlichen Zeitschrift der Russischen Nationalen Medizinischen Forschungsuniversität Pirogov (Bulletin der Russischen Staatlichen Medizinischen Universität) beschrieben.
Das Immunschwächevirus infiziert Zellen, nämlich CD4 + -Lymphozyten, durch Interaktion mit einem Rezeptor auf ihrer Oberfläche, der vom CCR5-Gen kodiert wird. Ein kleiner Teil der menschlichen Bevölkerung hat eine Mutation in diesem Gen (Deletion von 32 Nukleotiden, CCR5 Δ32), die die Interaktion des Virus mit dem Rezeptor blockiert und seinen Träger resistent gegen Infektionen macht.
Die Idee, diese Mutation zu therapeutischen Zwecken zu nutzen, entstand nach der Geschichte mit dem "Berliner Patienten", als sich ein HIV-Infizierter, der sich einer Knochenmarktransplantation von einem Spender mit einer Mutation unterzogen hatte, von der Infektion erholte. Seitdem haben Genome-Editing-Tools (Zinkfinger-Nukleasen und CRISPR-Cas9) sehr effektiv CCR5 in Lymphozyten ausgeschaltet, und die HIV-Therapie mit patienteneigenen bearbeiteten Lymphozyten wird bereits klinisch getestet.
2015 führten chinesische Wissenschaftler das erste Experiment zur Bearbeitung menschlicher Embryonen mit dem CRISPR-Cas9-System durch, und 2016 versuchten die Chinesen, die Mutation CCR5 Δ32 in Embryonen einzuführen. Die Editiereffizienz betrug in diesem Experiment nur fünf Prozent (ein Embryo von 20 enthielt die gewünschte Mutation).
Wissenschaftler des Kulakov-Forschungszentrums für Geburtshilfe, Gynäkologie und Perinatologie, der Staatlichen Universität Moskau und der Medizinischen Universität Pirogov wiederholten das Experiment ihrer chinesischen Kollegen, änderten jedoch die experimentellen Bedingungen und erhielten Blastozysten, die für die gewünschte Mutation homozygot sind (dh sie in allen Genen enthalten). Kopien) in 62 Prozent der Fälle.
Wie im vorherigen Experiment arbeiteten die Wissenschaftler mit defekten dreikernigen (drei Chromosomensätzen tragenden) Zygoten (befruchteten Eizellen), die durch künstliche Befruchtung gewonnen wurden und für die weitere Implantation bei Müttern ungeeignet waren. Zygoten wurde nicht die Messenger-Cas9-RNA injiziert, sondern ein fertiger Komplex des Cas9-Proteins mit einer Primer-RNA (Guide-RNA) und einer DNA-Matrize, um die gewünschte Mutation einzuführen. Ein Paar der effektivsten Guide-RNAs wurde vorab in einem in vitro-Editing-Experiment ausgewählt. Von den 16 Zygoten, denen der Komplex injiziert wurde, entwickelten sich 8 "in vitro" bis zum Blastozystenstadium (etwa 250 Zellen), wonach sie zur Genotypisierung verwendet wurden. Die Analyse ergab, dass fünf von acht Embryonen die gewünschte Mutation enthalten.
Langfristig kann eine solche Bearbeitung von Embryonen helfen, Infektionen zu vermeiden, beispielsweise bei Kindern HIV-infizierter Mütter. Wie Ärzte heute HIV bekämpfen, lesen Sie in unserem Material „Be in Time in 10 Years“.
