Ein Team aus Forschenden am Massachusetts Institute of Technology (MIT) um Feng Zhang hat eine neue Genschere entwickelt, die ähnlich wie Crispr/Cas9 präzise Veränderungen an DNA-Strängen vornehmen kann. Das neue Werkzeug heißt "Fanzor" – und basiert im Gegensatz zu Crispr auf Zellen, die einen Zellkern haben. Man spricht von Eukaryoten. Diese Zellen kommen auch in Menschen und Tieren vor, somit ist Fanzor noch etwas näher an dem, was natürlicherweise im menschlichen Körper vorkommt. "Dieses neue System ist eine weitere Möglichkeit, präzise Veränderungen in menschlichen Zellen vorzunehmen, und ergänzt die Genom-Editing-Tools, die wir bereits haben", sagt Zhang selbst dazu.

Während die Crispr-Genschere auf dem Bakterium Streptococcus pyogenes basiert, wurde mit Fanzor der erste erbgutschneidende Mechanismus in einem Tier entdeckt: Zhang und seinen Mitforschenden gelang es, das Protein aus Venusmuscheln (die als Tiere qualifizieren), Algen, Amöben und Pilzen zu isolieren. Maßgeblich arbeiteten sie mit dem Pilz Spizellomyces punctatus, kurz SpuFz1. Das ist eine Pilzart, die im Boden lebt und verwesendes Pflanzenmaterial besiedelt.

In einem recht entscheidenden Punkt soll Fanzor nun sogar besser sein als Crispr/Cas9: Laut Angaben der Forschenden erzeugt Fanzor keine sogenannten Kollateralschäden – so nennt man es, wenn die Genschere bei der Arbeit auch benachbarte DNA und RNA abbaut. Bei Crispr/Cas9 war das mitunter ein Problem.

Fanzor hingegen habe den Nachteil gehabt, dass es beim Schneiden von DNA anfangs weniger effizient gewesen sei, heißt es in einer Pressemitteilung. Durch systematisches Engineering sei es den Forschenden dann aber gelungen, die Aktivität des Systems um das Zehnfache zu steigern.

Von diesen Erfolgen berichten die Forschenden in einer aktuellen Veröffentlichung im Journal Nature unter dem Titel "Fanzor is a eukaryotic programmable RNA-guided endonuclease". Es handelt sich dabei aber noch um eine Vorab-Publikation, die noch keinen Review-Prozess durchlaufen hat. Das bedeutet, die Ergebnisse wurden noch nicht von anderen Wissenschaftlern geprüft.

Die Forschenden um Feng Zhang hoffen nun, mit ihren Erkenntnissen die Gentherapie weiter voranzubringen. Weil sie sich möglicherweise leichter Zugang zu menschlichen Zellen verschaffen können als mit Crispr/Cas9, könnten Fanzor-Systeme eine große Chance sein. Allerdings müssen sie dafür noch effizienter werden.

Beim medizinischen Einsatz von Genscheren wie Crispr oder Fanzor geht es in der Regel um eine in-vivo-Genomeditierung, sprich die Veränderung von menschlichem Erbgut, solange es im Körper ist. Das könnte künftig beispielsweise für die Behandlung von Krebs relevant werden. Weil dieser auf Zellebene im Körper entsteht, versuchen Forschende, ihn auch auf dieser Ebene zu bekämpfen. Hier könnten Genscheren eines Tages die entscheidende Rolle spielen – aber bis dahin ist es noch ein weiter Weg.

Eines der Hindernisse auf diesem Weg ist beispielsweise das sogenannte "Delivery-Problem". Genscheren können die Membran einer Körperzelle erst einmal nicht passieren, sie benötigen also ein Transportvehikel, um zielgenau an ihrem Einsatzort anzukommen. Ein solches Vehikel können beispielsweise Viren oder sogenannte Liposomen (Fettmoleküle, die die Genschere vor einer vorschnellen Zersetzung schützen) sein. Eine weitere Innovation auf diesem Gebiet kam im März dieses Jahres ebenfalls von Feng Zhang und einigen Mitforschenden: Mit einer "molekularen Spritze" wollen sie Gentherapeutika künftig noch zielgenauer an ihren Einsatzort bringen.

iz