CRISPR Cas 9 – «Wir sind weit davon entfernt, das ‹Konzert der Gene› des Menschen zu verstehen»

Es braucht ein Moratorium zum Schutz des menschlichen Genoms

von Dres. med. Ursula und Walter Knirsch, Zürich

CRISPR Cas 9, diese Abkürzung steht für «Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats», übersetzt «angehäufte regelmässig unterbrochene kurze palindrom­artige Wiederholungen». Ein Palindrom ist eine vorwärts wie rückwärts gleich zu lesende Wortfolge wie beispielsweise «eine güldne gute Tugend lüge nie». Cas 9 bedeutet CRISPR assoziierte Sequenz 9.

Hintergrund

CRISPR Cas 9 wurde vor einigen Jahren von Forschern bei Bakterien gefunden und als eine Art bakterieneigene Immunabwehr gegen Viren identifiziert. Nachdem man die Funktionsweise dieses Abwehrsystems nachvollziehen konnte, wurde klar, dass damit ein Instrument für die Gentechnologie vorliegen würde, wenn man es auf andere Zellarten anwenden würde. Seither kommt CRISPR Cas 9 weltweit zunehmend zum Einsatz. Für CRISPR Cas 9 werden auch die Begriffe Genschere, Genomchirurgie, Genome Editing oder Precision Medicine verwendet.
Im folgendem werden Funktionsweise, Beispiele bei Mensch, Pflanze und Tier sowie die Risiken in der Anwendung dieser neuen Technologie CRISPS Cas 9 insbesondere vor dem Hintergrund gesellschaftspolitischer und ethischer Folgen dargestellt.

Funktionsweise von CRISPR Cas 9

Unsere Erbinformationen liegen als Gene in den Chromosomen in Form der Desoxyribonukleinsäure (DNA) im Zellkern jeder Körperzelle. Wenn man alle Gene zusammenfasst, die uns ausmachen, spricht man auch von Genom. Hier kann mit Hilfe von CRISPR Cas 9 eine genetische Umprogrammierung erfolgen. Dies ist in etwa vergleichbar mit einem Textverarbeitungssystem auf einem Computer, das mit Hilfe des Befehls «Suchen und Ersetzen» bestimmte Textbausteine sucht und ersetzt. So ermöglicht CRISPR Cas 9 die Suche und den Ersatz von bestimmten Genabschnitten der DNA. CRISPR Cas 9 besteht dabei aus drei Untereinheiten: (1) einer Ziel-RNA, die dem entsprechend zu verändernden spezifischen DNA-Abschnitt entspricht, (2) einem RNA-Abschnitt, verbunden mit der molekularen Erbgutschere, dem (3) sogenannten Schneideenzym Cas 9. CRISPR Cas 9 sucht und findet auf der DNA so den entsprechenden Genabschnitt, schneidet ihn heraus oder kann ihn, wenn gewünscht, durch einen anderen Genabschnitt ersetzen.

Mehr als eine neue Methode

Diese erst vor kurzem neu entwickelte, biochemisch-genetische Methode stellt ein vermeintlich effizientes Werkzeug dar, mit dessen Hilfe ausgesuchte Genabschnitte gezielt entfernt, verändert oder ergänzt werden können. Mittels CRISPR Cas 9 wird so in die Gene und somit das Genom pflanzlicher, tierischer, menschlicher (somatischer) und embryonaler (Keimbahn) Zellen nachhaltig eingegriffen. Die Technologie ist «attraktiv», da einfach ausführbar, schnell und preiswert.
Die langfristigen Folgen auf die dadurch irreversibel veränderten Gene sind so schwerwiegend, da sie massiv in die Natur eingreifen. Die Auswirkungen sind bisher nicht abschätzbar und die Folgen für kommende Generationen nicht kalkulierbar.
Deshalb ist ein Moratorium zum Schutz des Genoms erforderlich. Der unkontrollierte Zugriff auf das Genom muss gestoppt und fatale Folgen für die Natur müssen vermieden werden.

Abstimmung FMedG und CRISPR Cas 9

Eine besondere tagespolitische Aktualität erlangt CRISPR Cas 9 im Zusammenhang mit der am 5. Juni zur Abstimmung kommenden Gesetzesvorlage zum Fortpflanzungsmedizingesetz FMedG. Besondere Bedeutung haben dabei die sogenannten Keimbahnzellen im Rahmen der Präimplantantionsdiagnostik. Dazu gehören beim Menschen Spermien, Eizellen und Embryonen. Diese stehen immer noch unter besonderem Schutz, so in der Schweizerischen Bundesverfassung, und sind auch nicht unmittelbarer Gegenstand der Abstimmung am 5. Juni 2016. Dennoch würde bei der Annahme des neuen FMedG vom Volk eine sehr grosse Zahl überzähliger Embryonen möglich werden. Diese Embryonen würden dann unverhofft im Fokus vieler Interessengruppen stehen, die langfristig auch für die CRISPR-Cas 9-Technologie interessant wären. Da bereits in England an menschlichen Embryonen CRISPR Cas 9 angewendet werden darf, ist zu befürchten, dass aus der Historie entsprechender Gesetzesrevisionen der letzten 15 Jahre heraus die Schweiz zunehmend unter Druck gerät, den universellen unkontrollierten Einsatz von CRISPR Cas 9 an verschiedenen Zellarten und Genabschnitten in Zukunft auch gesetzlich zuzulassen.
Um so wichtiger ist daher ein klares Nein des Volkes zur Gesetzesvorlage FMedG. Dies würde auch den unkritischen unkontrollierten Einsatz von CRISPR Cas 9 bremsen.

CRISPR Cas 9 an somatischen Zellen versus Keimbahnzellen

Mögliche Behandlungsversuche mit Hilfe von CRISPR Cas 9 in der Therapie einer genetischen Erkrankung bei einem bereits geborenen Kind oder Erwachsenen (bis heute auch mit CRISPR Cas 9 noch lange nicht möglich!) stellen ein «individuelles Risiko» beim gezielten Eingriff in dessen somatische Zellen dar. Solche Änderungen würden auch nicht auf etwaige Nachkommen übertragen werden. Dennoch gilt es, zunächst sorgfältig Wirksamkeit, Risiken und Nebenwirkungen eines derartigen Therapieversuchs genau zu untersuchen.
Demgegenüber stellen entsprechende genetische Veränderungen an Keimbahnzellen, da sie weitervererbt würden, ein unvertretbar hohes Risiko für die Nachkommen dar. Es wären nicht mehr rückgängig zu machende Veränderungen an dem uns Menschen ausmachenden Genom.
Die langfristigen Folgen auf das damit irreversibel veränderte menschliche Genom wären schwerwiegend, da sie massiv in die menschliche Natur eingreifen, die Auswirkungen bisher nicht abschätzbar und die Folgen für kommende Generationen nicht voraussehbar sind.

Es braucht ein klares Moratorium

Auf die gravierenden Unsicherheiten und daraus resultierenden Gefahren dieser neuen Technologie von CRISPR Cas 9 sowie die gesellschaftlichen und ethischen Folgen wird bisher international zu wenig hingewiesen. Es bestehen bereits Bestrebungen für ein Moratorium, so von Wissenschaftlern, die diese Technologie etabliert haben. So erklärte jüngst in Deutschland die Leopoldina, die Nationale Akademie der Wissenschaften, warnend: «Wir sind weit davon entfernt, das ‹Konzert der Gene› des Menschen zu verstehen.»
Es braucht ein klares Moratorium, das in der erforderlichen Deutlichkeit vor dem Hintergrund des aktuell in verschiedenen Ländern weitgehend unkontrollierten Umgangs mit CRISPR Cas 9 formuliert ist.
Ein Moratorium muss sicherstellen, dass der Umgang mit Methoden wie CRISPR Cas 9 sicher, transparent und nach ethischen Prinzipien erfolgt. Ein Eingriff in die menschliche Keimbahn muss verboten bleiben.
Deshalb: Ein internationales Moratorium zum Schutz des menschlichen Genoms ist erforderlich. Der unkontrollierte Zugriff auf das menschliche Genom muss gestoppt werden, um fatale irreversible Folgen für die menschliche Natur zu vermeiden.
Die Anwendung von CRISPR Cas 9 bei menschlichen Keimbahnzellen soll so lange unterbleiben, bis klar ist, wo die Gefahren liegen. Denn eine genetische Veränderung in der Keimbahn lässt sich nicht rückgängig machen!
Chinesische Wissenschaftler haben bereits an menschlichen Embryonen experimentiert, die bei künstlichen Befruchtungen «übrig»geblieben waren. Die Ergebnisse haben international zu erheblicher Verunsicherung und Irritation unter Wissenschaftlern geführt. Denn die gewünschten Veränderungen am Ziel-Gen sind nur bei einem kleinen Teil der behandelten Embryonen eingetreten. Daneben traten zahlreiche Veränderungen an anderen Stellen des Genoms auf, die gar nicht Ziel des Eingriffs waren. Diese unerwünschten Veränderungen werden als «Off-target-Effekte» bezeichnet. Die Genschere CRISPR Cas 9 schneidet also nicht nur dort, wo sie soll. Die viel gerühmte Präzision kann offenbar versagen. Zudem sind die zelleigenen Reparaturmechanismen so effizient, dass die Genschere CRISPR Cas 9 auch dadurch in ihrer Wirksamkeit abgeschwächt wird.

Sogenannte «naturidentische» Gentechnik – Folgen für die Landwirtschaft

Besondere Bedeutung hat die Tatsache, dass genetische Veränderungen durch CRISPR Cas 9 später nicht mehr nachgewiesen werden können, was jede Kontrolle verunmöglicht. Dies ist besonders bedeutsam bei genmanipulierten Nahrungsmitteln, die durch CRISPR Cas 9 verändert wurden und euphemistisch als «naturidentisch» bezeichnet werden.
Ein Moratorium muss daher auch sicherstellen, dass die durch die CRISPR Cas 9 veränderten Pflanzen und Nahrungsmittel in Zukunft als gentechnisch veränderte Organismen (GVO) deklariert werden. Das ist zum Beispiel bei einem kürzlich in den USA durch diese Technik genetisch manipulierten Champignon nicht der Fall. Er ist bereits im Gemüseregal ohne GVO-Deklaration zu kaufen und somit in der Nahrungskette.

Weitere unkritische Anwendungen von CRISPR Cas 9 in der Tierwelt

Bei Mücken, die Malaria übertragen, wird durch CRISPR Cas 9 eine genetisch bedingte Malariaresistenz gezüchtet. Diese genetische Veränderung ist so wirksam, dass sie sich auf die Nachkommen der genmanipulierten Mücken überträgt und verbreitet. Diese «mutagene Kettenreaktion» hat zur Folge, dass sich eine Genmodifikation mit jedem Vermehrungszyklus in einem Ökosystem ausbreiten würde. Bei Stechmücken könnten bereits nach einer Saison alle Mücken Träger des neuen Merkmals sein. Bisher ist zwar noch kein Freilandversuch erfolgt, aber es gibt Forscher, die darauf drängen. Was aber nicht geklärt ist: Welche Folgen hätten diese Mücken im Ökosystem?
Bei Hunden wurden massgeschneiderte muskulösere Exemplare gezüchtet und Kaschmir-Ziegen, die durch CRISPR Cas 9 längere Haare hatten und damit einen höheren wirtschaftlichen Ertrag erbrachten. An der Harvard Medical School ist es bereits gelungen, in Schweine-Embryonen gezielt 62 Gene zu verändern.

Fazit

Nach der Entdeckung des Doppelhelix-Modells der DNA (1953), der Entwicklung der sogenannten Polymerase-Kettenreaktion zur Sequenzierung des menschlichen Genoms (1983), scheint CRISPR Cas 9, verbunden mit dem erstmals (2013) erfolgten Versuch chinesischer Wissenschaftler, menschliche DNA zu editieren, ein dritter «Meilenstein» in einer gefährlichen, da nicht reflektierten und dann unkritisch zum Einsatz kommenden Technologie zu sein.
Diesem gilt es, mit Hilfe eines klaren Moratoriums entgegenzuwirken!    •