Genetische Manipulationen an menschlichen Embryos mit unabsehbaren Folgen

Dr. Edith Breburda

sieh auch Zenit 3. April 2015
In Großbritannien können Paare ab Oktober 2015 ganz offiziell In-Vitro-Fertilisationen mit drei Spendern durchführen. Bereits am 3. Februar 2015 hatte das britische Unterhaus  eine entsprechende Gesetzänderung vorbereitet. Genetisch modifizierte Embryos durften bisher nicht implantiert werden. Doch am 24. Februar entschied sich das Oberhaus, der Implantation genetisch modifizierter Embryos, nach einer langjährigen Debatte,  stattzugeben.  
Viele Frauen, deren Eizell-Mitochondrien defekt sind, hoffen darauf, gesunde Kinder haben zu können. Zudem können sie sicher sein, die Erkrankung nicht an ihre Nachkommen weiterzuvererben.

Robert Meadowcroft, Geschäftsführer von Muscular Dystrophy UK, einer britischen Wohltätigkeitsorganisation, bemerkt dazu: "Wir geben Frauen die wertvolle Chance, Erkrankungen aus den Familienstammbaum zu tilgen und die Zahl derer zu reduzieren, die mit den verheerenden Folgen der Erkrankung konfrontiert sind."

Gegner dieser Innovation sehen in der Technik eine Form der Eugenik. Sie reden von Designer-Babys und unkontrollierbaren Konsequenzen. "Wir öffnen die Büchse der Pandora", warnt die konservative Abgeordnete des Unterhauses, Fiona Bruce. Der Fertilitätsexperte der Labour-Partei, Dr. Robert Winterson, verwahrt sich gegen Anschuldigungen, dass sich Ärzte in die Natur einmischen. <<Wir versuchen nicht, Gott zu ersetzten, sondern wir versuchen, sein Werk zu verbessern>>.

Die Mitochondrien, die außerhalb des Zellkerns im Zytoplasma oder Zellleib liegen,  werden nur von der Mutter vererbt, weil  bei der Befruchtung nur der Kern der Samenzelle mit der Eizelle verschmilzt. So wird eine Dysfunktion der Mitochondrien, welche auf Mutationen der Mitochondrialen DNA (mtDNA) beruhen, ausschließlich durch die Mutter vererbt.

Bisher konnten kranke Mütter nur Kinder bekommen, wenn sie ein Kind adoptierten oder   eine Spender-Eizelle künstlich befruchtet wurde.  Andere Möglichkeit bestanden in der Präimplantationsdiagnostik, der Chorionzottenbiopsie, einer Diagnostik von Chromosomenstoerungen, bzw. der Amniozentese, einer Fruchtwasseruntersuchung , wobei bei einem kranken Kind eine Abtreibung empfohlen wird. 

Die britische Behörde für menschliche Befruchtung und Embryologie hatte 2014  ein Expertengremium einberufen, um die Sicherheit der verschiedenen Methoden des Mitochondrienaustausches zu untersuchen.  Die besten Erfolge wurden mit dem Maternal Spindle Transfer (MST) und dem Pronuklear Transfer (PNT) erzielt. Das Expertenteam ist der Ansicht, dass ohne die Verfahren eine kranke Mutter die Mutationen  der Mitochondrialen DNA an ihre Kinder weitervererben würde, und sich dadurch eine tödliche  Erkrankung entwickeln könnte.

Um dem Eingriff mehr Sicherheit zu verleihen, sollte die Spender-Mutter der biologischen Mutter so ähnlich wie möglich sein.

Wie findet der Mitochondrienaustausch  statt?

Beim MST repariert man zuerst die Eizelle. Vereinfacht gesagt wird der haploide Zellkern, das heißt, die Spindel mitsamt den assoziierten Chromosomen aus der mütterlichen Eizelle entnommen und in eine zuvor entkernte Spender-Eizelle, die in ihrem Zellleib gesunde Mitochondrien hat, transplantiert.  Danach findet die Befruchtung unter dem Mikroskop satt. Man injiziert eine Spermie direkt in die Eizelle. Im Fachjargon nennt man das eine intrazytoplasmatische Spermieninjektion.

Beim PNT findet der Eingriff am bereits entstandenem Embryo statt. Nach der In-Vitro-Fertilisation wird der diploide Zellkern entnommen und in eine entkernte Eizelle eingepflanzt. Bei beiden Verfahren, kann es allerdings dazu kommen, dass beim Transfer der Kerne auch Mitochondrien der Mutter aus Versehen verschleppt werden.

Die Chromsomale DNA besteht aus etwa 25.000 Genen. Sie ist völlig anders organisiert als die aus 37 Genen bestehende Mitochondriale DNA, die einen bakteriellen Ursprung hat. Die Mitochondriale DNA macht nur einen Bruchteil von 0.2 Prozent aller Gene aus. Schätzungen zufolge hat eines von 200 Neugeborenen eine krankhafte Mutationen in seinen Mitochondrien. Eine dadurch bedingte Krankheit tritt in 1:5.000 bis 1:10.000 Fällen auf.

Da die Mitochondrien, vereinfacht ausgedrückt, die Energiequellen des Organismus sind, verursachen sie meist Schädigungen des Nervensystems, der Muskeln und der Augen. Das Ausmaß und die Schwere einer Erkrankung hängt vom Anteil der Mutationen im Vergleich zur unmutierten mtDNA ab. Eine reife Eizelle kann bis zu 100.000 Kopien der mtDNA enthalten. Der Zufall entscheidet letztendlich, ob eine Krankheit wirklich weitervererbt wird. Deshalb kann ein Kind einen sehr hohen Anteil an mutierten Genen erhalten, während seine Mutter nur geringe Mutationen aufweist.  

In den USA wurden zwischen 1997 und 2002  einige Kinder, die drei Eltern haben, geboren.  Durch einen Zytoplasmatransfer half man älteren Frauen, die trotz vieler In-Vitro-Fertilisationen kinderlos bleiben, mittels dieser Technik, doch noch dazu schwanger zu werden.

Gealterten Eizellen injizierte man frisches Zytoplasma und die darin enthaltenen Mitochondrien aus einer Spender-Eizelle.  Mit Hilfe dieser Verjüngungs Methode wurden Kinder "geschaffen". Dann verbot die Amerikanische Food und Drug Administration, FDA, die Technik aus Sicherheitsgründen. Großbritannien ist jetzt daran interessiert, was aus diesen Kindern von damals in Bezug auf ihren Gesundheits- und Entwicklungszustand geworden ist[i].

Science Magazine hatte am 13. 3. 2015 eine Warnung von Wissenschaftlern veröffentlicht. Don’t edit embryos, hieß es in dem Artikel. Forscher sollen unter keinen Umständen weder das Genom von menschlichen Embryos, noch humane Ei- oder Samenzellen manipulieren.

Es geht um eine Technik, die als CRISPR und Zink-Finger Nuklease bekannt ist und die es Wissenschaftlern ermöglicht, Gene auszutauschen bzw. ganz auszulöschen. Heutzutage kann man sehr elegante, präzise mikrochirurgische Eingriffe in das Erbgut einer lebenden Zelle vornehmen. In der Molekularbiologie bezeichnet man den Vorgang als die <<clustered regularly interspaced short palindromic repeats>>, kurz CRISPR-Cas 9. Mit diesem Konstrukt kann man Nukleinsäurensequenzen aus dem Erbgut herausschneiden. Für 55 Dollars bekommt man die einschlägige Software, um die Scheren herzustellen, die man benötigt, die gewünschten Gensequenzen herauszuschneiden.

Was allerdings die Folgen eines Eingriffes sind, bei dem man Gene aus dem Erbgut entfernt, weiß man nicht. Wir kennen nicht die Gesetze, die den Organismus regulieren. Wir wissen nicht welche Gene am Ausbruch einer Krankheit beteiligt sind[ii].

Die mikrochirurgischen Instrumente ermöglichten es bisher bessere Tiere zu züchten, um an ihnen die Rolle der einzelnen Gene zu studieren.

Man will dadurch auch Gen-Mutationen bei Patienten  korrigieren. Vor allem Mutationen in Blut-, Muskel- oder Tumor-Zellen. Wissenschaftler nutzten diese Techniken erst kürzlich, um einen genetisch modifizierten Affen zu erzeugen. Es gibt Hinweise, dass man genau das Gleiche mit menschlichen Embryos versuchen will. Die Studie stehen kurz vor der Veröffentlichung.

<<Das ist unsicher und unethisch. Vererbbare menschliche genetische Modifikationen sind sehr risikoreich. Ihr therapeutischer Nutzen ist unbedeutend >>, protestiert Edward Lanphier und vier andere Wissenschaftler in ihrem Kommentar am 12. März 2015 in dem Magazin, Nature[iii].

<<Man kann nur dann medizinische Eingriffe ethisch rechtfertigen, wenn sie bewiesen haben sicher zu sein und wenn keine Gefahren auf die nachkommenden Generationen ausgehen>>, schreiben einige Forscher. Sie fordern dazu auf, alle Experimente die es erlauben Gene in Spermien, Eizellen oder Embryos zu manipulieren, sofort zu stoppen. <<Man solle erst einmal öffentlich über die wissenschaftlichen und ethischen Folgen derartiger Experimente diskutieren. Vor allem über den jüngsten Einsatz der mitochondrialen DNA-Ersatz-Therapie in England>>, betont Lanphier, der Direktor von Sangamo BioScience in Richmond, Kalifornien. Seine Firma will Menschen mit Gentherapien behandeln. <<Es gibt einen großen Unterschied , ob ich Körperzellen genetisch therapiere oder Keimzellen. Dazwischen liegen klare ethische Grenzen>>, argumentiert Lanphier.

 George Daley, ein Stammzellforscher des Bostoner Kinder Krankenhauses der Harvard Medical School stimmt überein.

<< Eine öffentliche Diskussion ist wichtig. Selbst Wissenschaftler sind sich darüber einig, dass es momentan viel zu früh ist und wir viel zu wenig über die Sicherheit wissen, um auch nur irgendwelche Anläufe zu nehmen, die Keimzellen von Embryos zu manipulieren. Wir brauchen eine ausführliche Diskussion, ob es überhaupt erlaubt sein sollte solche Technologien zuzulassen>>, beteuert er[iv]. 

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[i] Aho-Ritter A.: IVF: Flotter Dreier per Gesetz. DocCheck,30.März 2015

[ii] Albrecht J. und Kastilan S.: Können wir es besser? Frankfurter Allgemeine, Gentechnik, 23.03.2015

[iii] Lamphier et al.: Don’t edit the human germ line. Nature, 12 März 2015

[iv] Vogel G.: Don’t edit embryos, researchers warn. Science/AAAS News. 3.13. 2015