Was ist CRISPR und wie kam es in die Wissenschaft?

Die als CRISPR-Gen-Schere bekannte Technologie ist ein Verfahren der Genom-Editierung, das gezielte Veränderungen an der DNA ermöglicht. Die kürzeste Antwort auf die Frage „Was ist CRISPR?“ lautet: ein biologisches Werkzeug, das aus einem von Bakterien gegen Viren entwickelten adaptiven Immunsystem abgeleitet wurde.

CRISPR-Sequenzen wurden erstmals 1987 in einer E.-coli-Studie des japanischen Forschers Yoshizumi Ishino beschrieben. Den Namen „CRISPR“ prägte der spanische Mikrobiologe Francisco Mojica. Der Durchbruch hin zu einem im Labor programmierbaren Werkzeug gelang 2012 mit einer in Science veröffentlichten Arbeit von Jennifer Doudna und Emmanuelle Charpentier; für diesen Beitrag erhielten beide 2020 den Nobelpreis für Chemie.

Wie funktioniert die Cas9-Genom-Editierung?

Wie findet die guide RNA ihr Ziel?

Die guide RNA erkennt die Sequenz, die der zu verändernden DNA-Region entspricht, und lenkt das System zur richtigen Stelle. Die Spezifität von CRISPR-Cas9 hängt daher in hohem Maß vom Design der guide RNA ab; bei ähnlichen Zielregionen müssen mögliche unerwünschte Schnitte zusätzlich berücksichtigt werden.

Das Cas9-Enzym und die Reparaturwege der Zelle

Bei der Cas9-Genom-Editierung erzeugt das Enzym einen Schnitt an der gewünschten Stelle der DNA. Das eigentliche Ergebnis wird jedoch dadurch bestimmt, welchen Reparaturweg die Zelle danach nutzt. Eine schnelle, aber fehleranfälligere Reparatur kann zu kleinen Einfügungen oder Deletionen führen; für kontrolliertere Veränderungen greifen Forschende auf vorlagenbasierte Reparaturstrategien zurück.

  • die Wirkung eines Gens abschwächen oder ganz stoppen
  • eine fehlerhafte genetische Sequenz zu korrigieren versuchen
  • das Verhalten von Zellen gegenüber einer bestimmten Krankheit verändern

Einsatz in der Gentherapie und ethische Grenzen

Warum werden somatische und Keimbahn-Editierungen getrennt betrachtet?

Im Bereich der Gentherapie stehen heute vor allem somatische Eingriffe im Vordergrund. Diese Behandlungen betreffen nur die behandelte Person. Keimbahn-Editierungen hingegen können an nachfolgende Generationen weitergegeben werden und lösen deshalb deutlich schärfere ethische, rechtliche und gesellschaftliche Debatten aus.

Was sagen die ersten Zulassungen aus?

CRISPR ist längst nicht mehr nur ein Thema für Labore. Casgevy wurde am 16. November 2023 von der britischen Arzneimittelbehörde MHRA als erste zugelassene CRISPR-basierte Therapie der Welt genehmigt. In den USA erteilte die FDA am 8. Dezember 2023 die Zulassung für sichelzellenanämie. In Europa gab das CHMP-Komitee der EMA am 15. Dezember 2023 eine positive Empfehlung ab; die Europäische Kommission erteilte am 13. Februar 2024 zudem eine bedingte Zulassung für Sichelzellenanämie und transfusionsabhängige Beta-Thalassämie.

Warum gilt der Fall He Jiankui als rote Linie?

Der Fall He Jiankui, der 2018 mit der Ankündigung geneditierter Babys weltweit Schlagzeilen machte, machte den Abstand zwischen wissenschaftlicher Machbarkeit und ethischen Grenzen sichtbar. Der chinesische Wissenschaftler wurde wegen des Vorhabens in seinem Land verurteilt und erhielt im Dezember 2019 eine Haftstrafe. Der Fall zeigte unmissverständlich, warum internationale Aufsicht, Transparenz und gesellschaftlicher Konsens bei Eingriffen mit vererbbaren Folgen als unverzichtbar gelten.

Heute dreht sich die Debatte nicht mehr nur um die Frage, ob etwas technisch möglich ist. Für die Wissenschaft ist vor allem entscheidend, welche Eingriffe medizinisch notwendig, sicher und gesellschaftlich akzeptabel sind.