Wissenschaftler erforschen einen neuen Ansatz zur Behandlung des Down-Syndroms, indem sie die CRISPR-Technologie einsetzen, um das zusätzliche Chromosom 21 zu entfernen. Dies könnte die Zellfunktion verbessern und den Betroffenen neue Hoffnung geben. Diese Forschung birgt das Potenzial, unseren Umgang mit genetischen Erkrankungen zu revolutionieren und die Chance zu bieten, Symptome zu lindern und die Lebensqualität von Menschen mit Down-Syndrom zu verbessern.
Das Down-Syndrom, auch Trisomie 21 genannt, entsteht durch eine zusätzliche Kopie des Chromosoms 21, was zu Entwicklungsunterschieden führt. Forscher suchen nach Möglichkeiten, diese Duplikation direkt zu behandeln. Jüngste Arbeiten unter der Leitung von Ryotaro Hashizume und Kollegen von der Universität Mie in Japan deuten auf einen vielversprechenden Ansatz unter Verwendung von CRISPR-basierten Methoden hin. Sie stellten fest, dass das Entfernen des zusätzlichen Chromosoms in betroffenen Zellen deren Verhalten näher an die typische Funktion bringen kann.
Das zusätzliche Chromosom stört viele wichtige Prozesse im Körper und verursacht oft Lernschwierigkeiten und Gesundheitsprobleme. Dieses zusätzliche genetische Material erhöht die Genaktivität, wodurch die Zellen überlastet werden. CRISPR-Cas9, ein Gen-Editing-System, verwendet ein Enzym, um spezifische DNA-Sequenzen zu erkennen und die DNA-Stränge zu schneiden. Wissenschaftler entwerfen CRISPR-Leitfäden, um das unerwünschte Chromosom zu zielen, eine Technik, die als allelspezifisches Editing bezeichnet wird.
Hashizumes Team entdeckte, dass das Entfernen der zusätzlichen Kopie häufig die Genexpression in im Labor gezüchteten Zellen normalisierte. Die behandelten Zellen zeigten eine typische Proteinproduktion und bessere Überlebensraten, was auf eine Entlastung von der übermäßigen genetischen Belastung hindeutet. Obwohl es noch nicht für den klinischen Einsatz geeignet ist, ziehen Wissenschaftler ähnliche Bearbeitungen in Zellen in Betracht, die das Gehirn und andere Gewebe bilden. Die Möglichkeit, überschüssiges genetisches Material in sich nicht teilenden Zellen zu entfernen, ist ebenfalls faszinierend.
Die Forscher beobachteten, dass Gene, die mit der Entwicklung des Nervensystems in Verbindung stehen, nach dem Entfernen des zusätzlichen Chromosoms aktiver wurden, während diejenigen, die mit dem Stoffwechsel in Verbindung stehen, abnahmen. Diese Verschiebung der Genexpression könnte erklären, wie die Korrektur des chromosomalen Ungleichgewichts das Verhalten der Zelle beeinflusst. Die Methode wurde auch auf Hautfibroblasten, reife, nicht-stammzellartige Zellen von Personen mit Down-Syndrom, angewendet, wobei das zusätzliche Chromosom in vielen Fällen erfolgreich entfernt wurde.
Die korrigierten Zellen wuchsen etwas schneller und hatten eine kürzere Verdopplungszeit. Sie produzierten auch weniger reaktive Sauerstoffspezies, schädliche Nebenprodukte, die mit Zellschäden in Verbindung stehen. Die Forscher verfeinern ihre Leitmoleküle, um nur das zusätzliche Chromosom 21 zu zielen und untersuchen Möglichkeiten, die Reparaturmechanismen der Zelle daran zu hindern, die Bearbeitungen rückgängig zu machen. Wenn diese Ergebnisse bestätigt werden, könnten sie zu Therapien führen, die die genetische Überlastung an ihrer Quelle angehen, möglicherweise das Leben von Menschen mit Down-Syndrom verbessern und einen neuen Ansatz für genetische Erkrankungen bieten.