Forscher des Experimental- und Klinischen Forschungszentrums (ECRC) in Berlin haben in Zusammenarbeit mit dem Max-Delbrück-Centrum und der Charité - Universitätsmedizin bedeutende Fortschritte in der Behandlung der Muskeldystrophie erzielt. Durch den Einsatz der CRISPR-Cas9-Gentechnologie hat das Team einen vielversprechenden Ansatz zur Wiederherstellung der Funktion von Dysferlin entwickelt, einem Protein, das für die Muskelreparatur und -regeneration unerlässlich ist. Ihre präklinischen Ergebnisse, die kürzlich in Nature Communications veröffentlicht wurden, stellen einen entscheidenden Schritt in Richtung erster klinischer Studien am Menschen dar.
Dysferlin ist entscheidend für die Reparatur der Muskelzellmembranen. Mutationen im Gen, das dieses Protein codiert, führen zu Muskeldystrophie, einer Gruppe von erblichen Krankheiten, die zu einem fortschreitenden Verlust der Muskelmasse führen und Tausende von Menschen weltweit betreffen. Unter den verschiedenen Formen ist die Gürteldystrophie besonders schwächend, da sie häufig bei jungen Erwachsenen auftritt und zu einem allmählichen Verlust von Mobilität und Unabhängigkeit führt.
Professorin Simone Spuler und ihr Team im Myologielabor des ECRC haben fast zwei Jahrzehnte damit verbracht, die Rolle von Dysferlin in der Muskelgesundheit zu verstehen und Strategien zur Korrektur der damit verbundenen genetischen Defekte zu entwickeln. Dieser Aufwand mündete in eine innovative Methode, die die Extraktion von Muskelstammzellen, die genetische Bearbeitung zur Korrektur von Mutationen und die Transplantation der korrigierten Zellen kombiniert.
Der Prozess nutzt CRISPR-Cas9, bekannt als molekulare Scheren, die präzise spezifische DNA-Abschnitte lokalisieren und schneiden, wodurch die Zellen zur Reparatur des Schadens angeregt werden. Während dieses Reparaturprozesses können Mutationen korrigiert werden, wodurch die Funktionalität des defekten Gens wiederhergestellt wird.
In ihrer Forschung, geleitet von Dr. Helena Escobar, sammelten die Wissenschaftler Muskelstammzellen von Patienten mit Gürteldystrophie, korrigierten die genetischen Mutationen und beobachteten die Wiederherstellung der Dysferlin-Protein-Funktion in Zellkulturen. Anschließend testete das Team diesen Ansatz in einem speziell entwickelten Mausmodell, das die Krankheit nachahmt. Nach der Transplantation korrigierter Zellen begannen die Muskeln der Mäuse sich zu regenerieren, was die Wirksamkeit der Behandlung demonstriert.
Molekulare Analysen in Zusammenarbeit mit Professor Oliver Daumke zeigten, dass, obwohl die genetische Bearbeitung keine exakte Übereinstimmung mit der gewünschten genetischen Sequenz ergab, die beobachteten Änderungen in der Dysferlin ihre Funktion nicht signifikant beeinträchtigen würden. Die korrigierten Proteine lokalisierten sich in den beschädigten Zellmembranen und förderten die Muskelregeneration ähnlich wie das natürliche Protein bei gesunden Individuen.
Eine weitere vielversprechende Erkenntnis war das Fehlen einer nachteiligen Immunreaktion, was darauf hindeutet, dass die transplantierten Zellen und die erzeugten Proteine nicht vom Immunsystem abgelehnt wurden, ein häufiges Hindernis bei transplantationsbasierten Therapien. Trotz dieser Fortschritte warnen die Forscher, dass diese Therapie keine vollständige Heilung darstellt. 'Wir haben bescheiden begonnen, indem wir ein oder zwei Muskeln behandelt haben', bemerkt Spuler. 'Aber wenn es funktioniert, können wir die Funktionalität in spezifischen Bereichen wiederherstellen, was einen bedeutenden Fortschritt für die Patienten darstellt.'
Der nächste Schritt für das Team besteht darin, diese Technologie in klinischen Studien am Menschen zu testen. Dies wird die Sammlung von Muskelzellen von Patienten, deren Bearbeitung im Labor und die Transplantation der korrigierten Zellen umfassen. Der Prozess wird zunächst auf einige wenige Muskeln beschränkt sein, könnte jedoch die Grundlage für umfassendere Therapien in der Zukunft legen.
Die Forscher sind derzeit auf der Suche nach Finanzierung, um die erste klinische Studie zu starten. Obwohl noch ein langer Weg vor uns liegt, bevor diese Therapie der Öffentlichkeit zur Verfügung steht, bieten die vorgestellten Fortschritte neue Hoffnung für Menschen, die von Muskeldystrophien betroffen sind.
Dieser innovative Ansatz der Gentechnik stellt eine Revolution im Kampf gegen seltene und verheerende Erbkrankheiten wie die Muskeldystrophie dar. Die in präklinischen Modellen erzielten Ergebnisse zeigen ein echtes Potenzial, das Leben von Patienten zu verändern, indem sie eine Lösung bieten, die, obwohl nicht vollständig heilend, die Lebensqualität derjenigen, die unter diesen Bedingungen leiden, erheblich verbessern könnte.
Die Forschung des ECRC ist ein Beispiel dafür, wie moderne Wissenschaft, angetrieben von fortschrittlichen Technologien wie CRISPR-Cas9, neue Türen zu spezifischen und personalisierten Behandlungen öffnen kann. Obwohl noch viel zu erkunden bleibt, ist dies ein fester Schritt in Richtung einer Zukunft, in der Krankheiten wie die Muskeldystrophie effektiv behandelt werden können.