10. Jun 2016

Keine Viren, kein Krebs: „HGP-write“ soll Utopie verwirklichen

Forscher wollen das menschliche Erbgut optimieren und Zellen erzeugen, die resistent gegen Viren und Krebs sind. Eine faszinierende Idee – aber wem nützt sie?

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Ein HI-Virus (gelb) auf einer infizierten T-Zellen (blau). Einer „ultrasicheren“ Zelle könnte auch HIV nichts anhaben. Quelle: NIAID

Man stelle sich eine Zelle vor, bei der Milliarden Jahre der Evolution im Erbgut ausradiert wurden: Kein Virus der Welt kann ihr etwas anhaben, Krebs wird im Ansatz abgewürgt. Eine Utopie im besten Sinne des Wortes. 2026 soll sie Realität werden.

Die Visionen von George Church sprengen den gewohnten Horizont. Der US-amerikanische Genomforscher hat ein Buch mit Namen „Regenesis“ veröffentlicht, das von innovativen Ideen geradezu überquillt. Eine davon beschäftigt sich mit Zellen, deren genetischer Code für die Proteinherstellung auf ein Minimum reduziert wurde.

HGP-write in guter Tradition

Ein faszinierendes Gedankenspiel, dachte ich beim Lesen des Buches, aber völlig realitätsfern. Doch nun schreitet Church zur Tat. Zusammen mit 24 anderen Wissenschaftler hat er eine zweite Phase des Humanen Genom Projekts ausgerufen: Nach dem Lesen kommt das Schreiben.

Die Anknüpfung an das ursprüngliche Human-Genom-Projekt („HGP-read“, wie Church es nun nennt) kommt nicht von ungefähr. Auch dieses stieß anfangs auf heftige Kritik, hat dann aber dem Feld einen gewaltigen Impuls gegeben – vor allem auch was die Technologie angeht. Schlug die Entzifferung des ersten menschlichen Erbguts noch mit drei Milliarden US-Dollar zu Buche, sind die Kosten heute auf knapp tausend gesunken.

Ähnliches soll das neue Projekt, „HGP-write“ getauft, nun für die Synthese doppelsträngiger DNA leisten. Nicht nur, dass die notwendigen Technologien noch fehlen: Allein die Erzeugung der DNA für ein komplettes menschliches Erbgut würde heute etwa 90 Millionen US-Dollar verschlingen. Mit Hilfe von HGP-write sollen diese Kosten in den nächsten zehn Jahren um den Faktor 1000 sinken.

Die „ultrasichere“ Zelle

Diese Kostensenkung – und natürlich die Etablierung der notwendigen Technologien – ist das erklärte Hauptziel von HGP-write. So verkündet es zumindest ein kurzer Text im Science Magazin. Doch der Utopist in George Church kommt zum Vorschein, wenn ein bestimmtes Vorhaben – formal als fünftes Nebenziel gelistet – in einer Box deutlich sichtbar herausgestellt wird: die „ultrasichere Zelle“.

Ultrasicher bedeutet hier: resistent gegen Viren und Krebs. Die Abwehr von Krebs ist dabei noch relativ trivial, eine erhöhte Zahl sogenannter Tumor-Suppressor-Gene und andere einfache Manipulationen sollen die Entwicklung von bösartigen Wucherungen im Keim ersticken.

Den genetischen Code ausgemistet

Die Resistenz gegen Viren allerdings ist nicht ohne einen drastischen Umbau zu haben – der genetische Code muss radikal vereinfacht werden. Eine kurze Erläuterung: Ein Code aus drei DNA-Buchstaben (ein Codon) steuert die Herstellung von Proteinen, indem er unterschiedliche Transfer-RNAs mit unterschiedlichen Aminosäuren rekrutiert. Das System ist allerdings redundant, da 61 Codons für nur 20 unterschiedliche Protein-Bausteinen stehen. Church will nun viele der überzähligen Codons inklusive der Transfer-RNAs komplett aus dem Erbgut entfernen – die Proteine blieben die gleichen, aber das Genom hätte sich grundlegend verändert.

Für Viren wäre dies ein riesiges Problem. Sie sind es gewohnt, auf den vollständigen genetischen Code zu treffen, und brauchen den kompletten Satz der Transfer-RNAs für ihre Aktivität. Bei einem reduzierten Code fehlen ihnen entscheidende Bausteine – sie können sich nicht mehr vermehren. Und wenn der Umbau des Genoms schnell und radikal genug erfolgt, ist für Viren de facto unmöglich, sich an die neuen Verhältnisse anzupassen.

Natürlich weiß noch niemand, ob sich der genetische Code tatsächlich reduzieren lässt. Aber nehmen wir einmal an, es würde funktionieren: Church schlägt vor, diese ultrasichere Zelle als Grundlage von Stammzelltherapien und für die Erzeugung von Medikamenten zu nutzen. Das ist wohl auch als Argument gedacht, um eine skeptische Öffentlichkeit vom HGP-write-Projekt zu überzeugen (und sie auf die immensen Kosten vorzubereiten).

Eine vorprogrammierte Enttäuschung

Doch wie realistisch ist das? Eine ultrasichere Zelle wäre eine gentechnisches Experiment, dessen Komplexität alles bisherige weit in den Schatten stellt. Fast schon eine neue Biologie. Und diese Wundertüte soll zur Lösung praktischer Probleme beitragen? Vor dem Hintergrund, dass die bisherige Gentechnik glorios daran gescheitert ist, mehr als simple Herbzid-Resistenzen zu produzieren. Und CRISPR und anderen Genscheren – deren Potential noch nicht einmal angetestet wurde – wird so bereits zum alten Hut erklärt.

Die Entwicklung der ultrasicheren Zelle wird länger als zehn Jahre benötigen, dafür braucht es keinen Propheten. Und was sie dann kann – falls sie überhaupt irgendwann da ist – steht in den Sternen. Church baut hier Erwartungen auf, bei denen absehbar ist, dass sie nicht erfüllt werden. Bei der Öffentlichkeit (und den Geldgebern) wird das nicht gut ankommen – langfristig könnte HGP-write mehr schaden als nützen.

Dazu kommen noch all die anderen Probleme, die so komplex sind, dass ich sie in einem einzelnen Blogbeitrag nicht einmal anreißen kann. Wer soll HGP-write finanzieren? Ist das Projekt grundsätzlich machbar? Und ein zentraler Punkt, auf den ich an anderer Stelle noch einmal zurückkomme: Darf man die immensen ethischen Probleme so stiefmütterlich behandeln?

Die Utopien von George Church gehören für mich zu dem Spannendsten, was die heutige Wissenschaft zu bieten hat. Aber in diesem Fall wäre es mir lieber gewesen, Church hätte sich einen Tick mehr Bodenhaftung bewahrt.

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