Gen-Vandalismus: Gen-Editierung schief gelaufen

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  Quantumrun-Vorausschau
• 2. März 2023

Zusammenfassung der Einblicke

Genvandalismus, auch bekannt als Genverschmutzung oder Off-Target-Effekte, ist eine potenzielle Nebenwirkung der Genombearbeitung, die große Aufmerksamkeit erregt hat. Diese Anomalie tritt auf, wenn der Bearbeitungsprozess unbeabsichtigt andere Gene verändert, was zu unerwarteten und möglicherweise schädlichen Veränderungen in einem Organismus führt.

Kontext von Genvandalismus

Clustered Regular Interspaced Short Palindromic Repeats (CRISPR) sind Teil des bakteriellen Abwehrsystems, das für die Zerstörung fremder DNA verantwortlich ist. Forscher haben es so verfeinert, dass es zur Bearbeitung von DNA verwendet werden kann, um die Nahrungsversorgung und den Schutz der Tierwelt zu verbessern. Noch wichtiger ist, dass die Genbearbeitung potenziell eine vielversprechende Methode zur Behandlung menschlicher Krankheiten sein kann. Diese Technik war in Tierversuchen erfolgreich und wird in klinischen Studien für mehrere menschliche Krankheiten untersucht, darunter β-Thalassämie und Sichelzellenanämie. Bei diesen Versuchen werden hämatopoetische Stammzellen, die rote Blutkörperchen produzieren, von Patienten entnommen, im Labor bearbeitet, um Mutationen zu korrigieren, und die veränderten Zellen wieder denselben Patienten zugeführt. Die Hoffnung besteht darin, dass durch die Reparatur der Stammzellen die von ihnen produzierten Zellen gesund werden und die Krankheit geheilt werden kann.

Bei ungeplanten genetischen Veränderungen wurde jedoch festgestellt, dass die Verwendung des Tools zu Verzerrungen wie der Löschung oder Bewegung von DNA-Segmenten weit weg von der Zielstelle führen kann, was das Potenzial für mehrere Krankheiten schafft. Die Off-Target-Raten liegen schätzungsweise zwischen einem und fünf Prozent. Die Chancen sind beträchtlich, insbesondere wenn CRISPR in der Gentherapie eingesetzt wird, die auf Milliarden von Zellen abzielt. Einige Forscher argumentieren, dass die Gefahren übertrieben seien, da bekannt sei, dass kein Tier nach einer genetischen Veränderung mit CRISPR an Krebs erkranke. Darüber hinaus wurde das Tool in mehreren Experimenten erfolgreich eingesetzt, sodass noch keine schlüssige wissenschaftliche Darstellung vorliegt.

Störende Wirkung 

Startups, die an CRISPR-Heilmitteln arbeiten, können mit Gegenreaktionen rechnen, wenn sie Auffälligkeiten abtun und nicht vorab über potenzielle Gefahren berichten. Da die potenziellen Risiken zunehmen, sind weitere Anstrengungen zur Erforschung der wahrscheinlichen Auswirkungen der Verwendung von CRISPR zu erwarten. Die Möglichkeit, dass Zellen krebsartig werden, könnte den weiteren Fortschritt in bestimmten Bereichen stoppen, wenn weitere Arbeiten zum Genvandalismus ans Licht kommen. Darüber hinaus könnte die Nachfrage nach robusteren Sicherheitsprotokollen und längeren Zeitplänen bei der Entwicklung von Gen-Editing-Tools zunehmen. 

Eine weitere mögliche Folge von Genvandalismus ist die Entstehung sogenannter „Superschädlinge“. Im Jahr 2019 ergab eine in der Zeitschrift Nature veröffentlichte Studie, dass Versuche, Mücken genetisch zu verändern, um die Übertragung von Gelbfieber, Dengue-Fieber, Chikungunya-Fieber und Zika-Fieber zu reduzieren, unbeabsichtigt zur Entstehung eines Mückenstamms mit erhöhter genetischer Vielfalt und der Fähigkeit dazu führten überleben in Gegenwart der Modifikation. Dieses Phänomen erhöht die Möglichkeit, dass Versuche, Schädlinge durch Genbearbeitung zu bekämpfen, nach hinten losgehen und zur Entstehung widerstandsfähigerer und schwieriger zu kontrollierender Stämme führen könnten.

Genvandalismus hat auch das Potenzial, Ökosysteme und die Artenvielfalt zu zerstören. Beispielsweise könnte die Freisetzung gentechnisch veränderter Organismen in die Umwelt zur versehentlichen Übertragung veränderter Gene auf Wildpopulationen führen und möglicherweise die natürliche genetische Ausstattung von Arten verändern. Diese Entwicklung könnte unbeabsichtigte Folgen für das Gleichgewicht der Ökosysteme und das Überleben bestimmter Arten haben.

Auswirkungen von Genvandalismus

Weitere Auswirkungen des Genvandalismus können sein:

• Zunehmende unbeabsichtigte gesundheitliche Folgen für Personen, die sich einer Genbearbeitung unterzogen haben, führen zu mehr Klagen und strengeren Vorschriften.
• Das Potenzial der Genbearbeitung für fragwürdige Zwecke, wie die Schaffung von Designerbabys oder die Verbesserung menschlicher Fähigkeiten. Verstärkte Forschung zu Genbearbeitungswerkzeugen, einschließlich Möglichkeiten, sie genauer zu machen.
• Veränderte Arten, die Verhaltensänderungen zeigen können, die zu Störungen im globalen Ökosystem führen können.
• Gentechnisch veränderte Pflanzen, die langfristige Folgen für die Gesundheit von Mensch und Tier haben können.

Fragen zu berücksichtigen

• Was sind Ihre ersten Gedanken oder Bedenken zum Genvandalismus?
• Glauben Sie, dass Forscher und politische Entscheidungsträger die potenziellen Risiken des Genvandalismus angemessen angehen?