Rekombinase Brec1: Durchbruch im Kampf gegen HIV/AIDS?

Genschere soll Provirus aus befallenen Zellen herausschneiden

Bislang ist HIV/AIDS kaum heilbar. Es gibt nur einen einzigen Patienten weltweit, bei dem es Ärzten gelang, HIV zu besiegen. Seit einer speziellen Stammzellentransplantation konnte in seinem Blut das Virus nicht mehr nachgewiesen werden.

Alle anderen Patienten müssen täglich Medikamente einnehmen, um HIV so in Schach zu halten, dass das Vollbild AIDS nicht ausbricht. Dank der modernen antiretroviralen Therapie ist HIV in den Industrieländern zu einer chronischen Krankheit geworden – ganz ähnlich wie Diabetes oder Rheuma.

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Hamburger Wissenschaftler haben das Startup Provirex gegründet. Sie wollen damit ein Verfahren bis zur Zulassung bringen, das HIV bzw. AIDS den Garaus machen soll. Mit Hilfe der Rekombinase möchten sie in befallenen T-Zellen das Viruserbgut wieder herausschneiden. Das Enzym Brec1 bringt beste Trefferquoten mit.

 

Doch noch immer verfolgt die Wissenschaft das große Ziel, AIDS den Schrecken zu nehmen und dem HIV-Virus den Garaus zu machen. Hamburger Forscher setzen dafür auf eine Gen- und Zelltherapie. Um die Methode bis zur sicheren Anwendung beim Patienten weiter zu entwickeln, wurde das Start-Up Provirex gegründet. Die Hamburger Bürgerschaft signalisiert außerdem die Bereitschaft, das Unternehmen wirtschaftlich zu fördern, da es sich um ein „gesellschaftlich relevantes Forschungsprojekt“ handelt. So lässt es zumindest die Wissenschaftssenatorin verlautbaren.

Die staatliche Finanzierung gilt als Anschub, damit sich weitere private Investoren finden lassen. Alles in allem werden voraussichtlich 11,3 Millionen benötigt. 5,3 Millionen Euro kommen vom Bundesforschungsministerium und 3 Millionen möchte die Freie Hansestadt Hamburg beisteuern.

 

Startup Provirex will AIDS-Therapie revolutionieren

Provirex bündelt die geballte Expertise des Heinrich-Pete-Instituts und des UKE. Die Stadt Hamburg bekommt dank ihres Engagements die Chance, sich als weltweit bedeutender Standort für die Gen-Therapie zu etablieren. Diesem Verfahren wird eine große Zukunft vorausgesagt, denn es gilt als Schlüsseltechnologie für die Medizin der Zukunft.

Aktuell haben sich geschätzte 37 Millionen Menschen mit HIV infiziert, dem Humanen Immundefizienz Virus, das die Immunschwächekrankheit AIDS auslöst. Jedes Jahr kommen ca. zwei 2 Millionen Neuinfektionen hinzu – trotz verstärkten Aufklärungskampagnen, trotz kostenlos verteilter Kondome und trotz besserer Hygienestandards. Im Gegensatz zu den 1980er Jahren, als die AIDS-Epidemie ausbrach, stehen heute jedoch moderne antiretrovirale Medikamente zur Verfügung. Sie können das Virus in Schach halten und den Ausbruch von AIDS verhindern.

Doch die Patienten müssen die Pillen ihr Leben lang schlucken. Das ist nicht nur eine Kostenfrage, sondern vor allem eine Frage der Disziplin. Bei vielen Betroffenen kommt es nach längerer Zeit der Einnahme oft zu erheblichen Nebenwirkungen, denn die Kombinationspräparate sind keine „bunten Smarties“. Sie sollen einen tückischen Gegner bekämpfen.

 

Das HI-Virus ist tückisch und trickste die Wissenschaft bislang immer wieder aus

Bei einer Infektion mit HIV dringt das Virus in die T-Helferzellen ein. Es integriert dort seine genetische Information in die menschliche DNA. Die infizierte Zelle wird zum Wirt und produziert fortan für den Rest ihres Zelllebens neue HI-Viren, die wiederum neue Zellen befallen. Experten bezeichnen die integrierte DNA-Sequenz des HI-Virus als Provirus. Und genau auf dieses Provirus haben es die Wissenschaftler abgesehen. Ihm soll es an den Kragen gehen.

Bereits im Jahre 2007 hatten Mitglieder des Provirex-Forschungsteams eine molekulare Schere vorgestellt, mit der sie das Virus-Erbgut aus infizierten menschlichen Zellen herausschneiden konnten. Das geschah damals allerdings im Mäuseversuch und in der Petrischale. Dafür hatten die Wissenschaftler einerseits Zellkulturen von HIV-Infizierten angelegt und andererseits Mäusen menschliche, mit HIV infizierte Zellen implantiert. Das Verfahren muss nun soweit verfeinert werden, dass es nicht nur zuverlässig im Labor sondern auch sicher im menschlichen Körper funktioniert. Dann stünden die Chancen für eine vollständige Heilung von AIDS bestens.

 

Geplanter Ablauf der Gentherapie gegen AIDS

Der Plan der Provirex-Forscher zur Bekämpfung von HIV und damit vom AIDS ist folgender: Zunächst wird dem HIV-Infizierten Blut abgenommen. Aus dem Blut isolieren die Labormitarbeiter die hämatopoetischen Stammzellen. Sie sind für die Blutbildung zuständig. Im nächsten Schritt schleusen die Mediziner in die Stammzellen mit Hilfe einer Genfähre die Genschere ein. Bei der Genschere handelt es sich jedoch nicht um die CRISPER-Methode. Es wird vielmehr auf ein spezielles Enzym gesetzt, das die DNA gezielt ausschneidet. Es trägt den Namen Rekombinase Brec1. Im Anschluss erhält der Patient die eigenen, manipulierten Stammzellen zurück. Sie sollen neue Blutzellen bilden. Diese Blutzellen haben dann in ihrer DNA den Blaupause für die molekulare Schere Brec1. Stellt ein Schalter die Anwesenheit von HI-Viren in der Zelle fest, wird die Produktion des Brec1-Enzyms und damit die molekularen Schere ausgelöst. Die Rekombinase bricht die DNA auf, schneidet das HI-Viren-Erbgut aus dem Zellerbgut heraus und fügt die entstandenen Enden wieder zusammen.

 

Wie gut ist die Gentherapie per Rekombinase-Verfahren?

Dabei hat Brec1 eine hohe Treffergenauigkeit, denn die Rekombinase erkennt zwei Gensequenzen, die bei 90 Prozent der bekannten HIV-1-Subtypen vorkommen. Die beiden erkannten Sequenzen liegen sehr nah am Anfang und am Ende des Provirus, sodass viel Virenmaterial aus dem Erbgut entfernt wird. Es kann dann von den zelleigenen Nukleasen abgebaut werden.

Die Rekombinase-Gentherapie hat einen Nachteil: Noch immer können Zellen vom HI-Virus befallen werden. Allerdings ist das Virus nicht mehr in der Lage, neue Viren produzieren zu lassen, da sein Erbgut wieder ausgeschnitten wird. Auf längere Sicht hätte das Immunsystem außerdem die Chance, sich auf die befallenen Zellen zu konzentrieren und diese zu vernichten. Somit kann sich keine Immunschwäche manifestieren. Die Forscher müssen nun in klinischen Studien belegen, wie sicher ihre Genschere ist und was passiert, wenn eine Zelle mehrfach befallen wird. Erst dann kann sich die Gentherapie als Standardbehandlung im Kampf gegen HIV etablieren.

 

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