Ein ungewöhnliches CRISPR-Enzym verwandelt bakterielle Abwehr in eine Waffe gegen Krebs

In der Natur haben Bakterien längst einen ungewöhnlichen Weg gefunden, Viren zu bekämpfen. Wenn eine Infektion nicht mehr gestoppt werden kann, leiten einige von ihnen ein Selbstzerstörungsprogramm ein: Ein spezielles Enzym zerstört die eigene DNA der infizierten Zelle, wodurch verhindert wird, dass sich das Virus vermehrt und weiter in der Bakterienpopulation verbreitet. Nun versuchen Wissenschaftler, diesen evolutionären Mechanismus in eine hochpräzise Waffe für die Behandlung von Krebserkrankungen zu verwandeln.

Dabei geht es um das Protein Cas12a2 – ein ungewöhnlicher Vertreter des CRISPR-Systems, der ganz anders funktioniert als die gut bekannten molekularen Scheren Cas9. Anstatt einen bestimmten DNA-Abschnitt präzise zu schneiden, bleibt Cas12a2 inaktiv, bis es ein vorprogrammiertes RNA-Molekül erkennt. Danach wechselt das Enzym in einen Modus der totalen Zerstörung, spaltet die DNA der Zelle im gesamten Genom und löst deren Tod aus.

In zwei Studien, die 2026 im Fachjournal Nature veröffentlicht wurden, zeigten Wissenschaftler, dass Cas12a2 so programmiert werden kann, dass es RNA erkennt, die für Tumorzellen mit Mutationen in den Genen TP53 oder KRAS charakteristisch ist – eine der häufigsten und gleichzeitig schwierigsten Zielstrukturen der modernen Onkologie.

Mutationen in diesen Genen treten bei fast der Hälfte aller bösartigen Tumore auf. Lange Zeit galten sie als praktisch „unzugänglich“ für die medikamentöse Therapie, da geschädigte p53- und KRAS-Proteine keine geeigneten Stellen aufweisen, an die sich herkömmliche Medikamentenmoleküle anlagern könnten. Der neue Ansatz ändert die Strategie vollständig. Anstatt zu versuchen, die Funktion des mutierten Proteins wiederherzustellen, nutzt Cas12a2 die Tumorzelle selbst als Auslöser: Nach Erkennung der spezifischen RNA initiiert das Enzym die irreversible Zerstörung ihres Genoms.

Die Ergebnisse erster Experimente erscheinen vielversprechend. In einer Arbeit unterdrückte Cas12a2, programmiert zur Erkennung von mutiertem KRAS, das Wachstum von Tumorzellen um etwa 50 % – die Wirksamkeit war mit der von Cisplatin vergleichbar, wobei gesunde Zellen praktisch unbeschädigt blieben. In einer anderen Studie zerstörte das System über 90 % der mit dem humanen Papillomavirus (HPV) infizierten Zellen, während das umliegende gesunde Gewebe erhalten blieb.

Diese Ergebnisse haben bereits das Interesse von Biotechnologiefirmen geweckt. Das deutsche Unternehmen Akribion Therapeutics entwickelt eine Therapie zur Behandlung von HPV-bedingten Kopf- und Halskrebsarten. Laut Mitbegründer Paul Scholz sollen erste Daten aus klinischen Studien bis 2030 vorliegen.

Die Forscher betonen jedoch, dass sich die Technologie noch in einem frühen Entwicklungsstadium befindet. Es muss ihre Sicherheit gewährleistet, ihre Wirksamkeit in klinischen Studien bestätigt und eine der schwierigsten Aufgaben der modernen Gentherapie gelöst werden – die gezielte Zustellung von Cas12a2 und der Leit-RNA ausschließlich in Tumorzellen, ohne gesunde Gewebe zu beeinträchtigen. Gerade das Zustellsystem bleibt heute eines der Haupthindernisse auf dem Weg zur Entwicklung eines Medikaments.

Die Geschichte von Cas12a2 zeigt einmal mehr, wie erfinderisch die Evolution sein kann. Ein Mechanismus, der Jahrmillionen lang Bakterien half, einzelne Zellen zum Schutz der gesamten Kolonie zu opfern, könnte die Grundlage für eine prinzipiell neue Klasse von Medikamenten zur Behandlung von Krebserkrankungen bilden. Anstatt einzelne Gene zu reparieren, entsteht die Möglichkeit, Zellen gezielt anhand ihrer molekularen „Signatur“ zu vernichten, indem einzigartige RNA-Marker der Krankheit ausgelesen werden.

Bis solche Methoden in der klinischen Praxis Anwendung finden, werden wahrscheinlich noch einige Jahre vergehen. Aber der Weg, der einst mit der Erforschung der Abwehrsysteme von Bakterien begann, hat bereits zur Entwicklung erster CRISPR-Medikamente geführt und eröffnet nun eine weitere Richtung – die programmierte Vernichtung pathologischer Zellen. Wenn die Technologie ihre Sicherheit und Wirksamkeit beim Menschen bestätigt, könnte sie die Möglichkeiten der modernen Onkologie erheblich erweitern und Patienten mit Tumoren, die bisher als praktisch unheilbar galten, eine Chance geben.