Gerüchte gabs schon lange, doch nun ist es gewiss: Chinesische Forscher haben erstmals an menschlichen Embryonen experimentiert. Mit einem neuen gentechnologischen Verfahren, genannt Crispr-Cas9; dieses revolutioniert gerade die Gentechnologie. Es ermöglicht, einzelne Erbgut-Sequenzen mit wenig Aufwand herauszuschneiden und zu ersetzen (siehe Infografik, ganz unten). Die Technik hat das Potenzial für bahnbrechende Therapien – aber auch Schreckensszenarien scheinen möglich. Vor allem, wenn man Zellen verändert, die an Nachkommen vererbt werden. Dann erscheint die Fantasie von Frankensteins Monster plötzlich wie eine harmlose Kindergeschichte.

Die Erbgut-Informationen stecken als DNA in jeder Zelle. Schon seit längerer Zeit tüfteln Biochemiker an Gentherapien, also Eingriffen ins Erbgut, um Krankheiten zu heilen.

Die Folgen sind unumkehrbar

Gentherapie ist jedoch nicht gleich Gentherapie. Entscheidend ist, welche Art von Zellen man behandelt. Es gibt grundsätzlich zwei Typen: die Körperzellen, die man somatische Zellen nennt und die sich im Lauf des Lebens entwickeln, verändern und sterben. Und die Zellen der sogenannten Keimbahn wie Sperma und Eizellen, jene also, die man an die Nachkommen weitergibt.

Eingriffe in die menschliche Keimbahn stünden kurz bevor, schreibt nun das US-Wissenschaftsmagazin «MIT Technology Review» – unter dem Titel «Das perfekte Baby züchten»: «Es ist zu befürchten, dass der Eingriff in die Keimbahn den Weg in eine Zukunft öffnet, wo Supermenschen und Designerbabys für jene, die es sich leisten können, eine Realität würden.» Verschiedene renommierte Gentechniker fordern inzwischen eine öffentliche Debatte über die ethisch-moralischen Folgen derartiger Experimente. Wenn man die Zellen im befruchteten Embryo verändert, sind die Folgen unumkehrbar: Der Mensch greift in seine eigene Evolution ein.

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Wie weit darf der Mensch in sein Erbgut eingreifen? Sollen Erbkrankheiten verschwinden? Soll man Kinder mit besonderen genetischen Anlagen heranziehen?

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In China ist man dieser Möglichkeit ­einen grossen Schritt näher gekommen. Ein Team der Sun-Yat-sen-Universität in Guangzhou hat das Erbgut von 86 menschlichen Embryonen manipuliert. Das «Material» lieferte ein Ärzteteam, das künstliche Befruchtungen durchführt. Die Embryonen waren nicht lebensfähig, weil jeweils zwei Spermien mit der Eizelle verschmolzen waren. Die Forscher wollten in den Embryonen mit dem Crispr-Cas9-Verfahren jenes Gen austauschen, das die Erbkrankheit Beta-Thalassämie verursacht. Betroffene leiden an einem gravierenden Mangel roter Blutkörperchen.

Bei 71 der 86 Embryonen gelang das Verfahren. Doch nur bei vieren funktionierte die Genmanipulation tatsächlich. Bei anderen waren teils sogar falsche Gene zerschnitten worden. Alle Embryonen entwickelten sich nicht weiter, was aber auch nicht geplant war. Ihre Resultate veröffentlichten die Chinesen im Fachmagazin «Protein and Cell». Die führenden Fachzeitschriften «Science» und «Nature» hatten eine Publikation aus ethischen Gründen abgelehnt.

Quelle: Getty Images
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Infografik: So wird das Erbgut «korrigiert»

Infografik: Anne Seeger/Beobachter

«Kein medizinischer Nutzen»

Auch Biochemiker Martin Jinek von der Uni Zürich hat den Aufruf unterschrieben, der eine öffentliche Debatte fordert sowie einen vorläufigen Stopp der Versuche an Embryonen. Früher forschte er an der University of California – und war an der Entwicklung des Crispr-Cas9-Verfahrens entscheidend beteiligt. «Ich sehe im Moment nicht, welchen medizinischen Nutzen Eingriffe in die menschliche Keimbahn haben könnten», sagt Jinek. Und selbst wenn es einen solchen gäbe, wünscht er sich zuerst eine gesellschaftliche Debatte darüber, ob wir solche Ver­änderungen wirklich wollen.

Der Forscher-Aufruf vom März gründet nicht nur auf ethisch-moralischen Bedenken. Die meisten Unterzeichnenden haben Geschäftsinteressen in diesem Bereich. Sie fürchten, Gentherapien könnten als Ganzes unter der schlechten Presse leiden. Das wiederum könnte einen Einfluss auf mögliche Investoren haben, die Geld in biomedizinische Start-ups stecken. Edward Lanphier etwa, der die Debatte im Fachmagazin «Nature» anstiess, leitet eine Firma, die an Gentherapien forscht. Und auch Martin Jinek hat ein Start-up mitgegründet: Caribou Sciences will die Vermarktung der Crispr-Cas9-Technologie vorantreiben. Erst Anfang April bekam das Start-up elf Millionen Dollar von verschiedenen Investoren, darunter auch der Schweizer Pharmakonzern Novartis.

Bei Bakterien abgeschaut

Das Besondere am Verfahren mit dem komplizierten Namen ist seine Einfachheit. «Wenn man sich das Genmaterial als Buch vorstellt, so ist Crispr-Cas9 in der Lage, einzelne Wörter oder Sätze herauszuschneiden und zu ersetzen», sagt Martin Jinek. Die Forscher nützen dabei einen Mechanismus der Natur. Entdeckt haben sie ihn im Immunsystem von Bakterien. Im Laufe ihrer Entwicklung haben die Einzeller einzelne Erbgut-Sequenzen von viralen Angreifern in ihr Immunsystem integriert. Diese DNA-Sequenzen helfen dem Bakterium dabei, Viren zu erkennen und diese schliesslich mit ihren eigenen Waffen zu schlagen. Ein wichtiger Partner in diesem Kampf ist das Enzym Cas9, das die Forscher ebenfalls in den Bakterien fanden. Es hat die Fähigkeit, DNA zu zerschneiden – und lässt sich so programmieren, dass es zielgenau ein gewünschtes Gen ansteuert. Anschliessend können die Wissenschaftler an exakt jener Stelle ein neues Gen einsetzen.

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«Wer will entscheiden, was ein perfekter Mensch ist?»

Anita Rauch, Professorin für Medizinische Genetik, Universität Zürich

Was in der Theorie einleuchtend klingt und in einfacheren Organismen problemlos funktioniert, hat beim Menschen jedoch seine Tücken. «Alle Gene interagieren miteinander. Über die Wechselwirkungen ist noch viel zu wenig bekannt», sagt Sabina Gallati, Humangenetikerin an der Universität Bern. Und man wisse auch noch zu wenig darüber, wie schnell die eigenen Reparaturmechanismen der Zelle einsetzen, sobald Cas9 die DNA zerschnitten hat. Diese Reparaturmechanismen könnten verhindern, dass ein neues Gen an die zerschnittene Stelle gelotst werden kann.

Die Schwierigkeiten bei den Versuchen in China bestätigen diese Zweifel. Stu­dienleiter Junjiu Huang sagt: «Falls man mit Embryonen arbeitet, die lebensfähig sind, müssten wir schon eine fast hundertprozentige Trefferquote erreichen.» Beim aktuellen Versuch lag diese gerade mal bei fünf Prozent.

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Ein globales Problem

Bereits vor einem Jahr hatten chinesische Forscher mit einem gentechnischen Experiment für Schlagzeilen gesorgt: Die Langschwanzmakaken Mingming und Lingling sehen zwar aus wie ihre 4000 Artgenossen, mit denen sie durch das Gehege des Instituts für biomedizinische Forschung in Kunming tollen. Doch die Zwillinge haben drei manipulierte Gene – die Forscher veränderten sie, als die Affen­zwillinge gerade erst mit künstlicher Befruchtung im Labor entstanden waren, in der befruchteten Eizelle.

Noch sind die Äffchen zu jung, als dass man abschätzen könnte, wie sich diese Veränderungen auswirken werden – aber sie werden sie an ihre Nachkommen weitergeben.

In der Schweiz und vielen anderen europäischen Ländern sind Versuche an menschlichen Embryonen verboten. Anders ist die Situation in China und zum Teil in den USA. Mögliche Genmanipulationen sind also ein globales Problem. Das Fachmagazin «Nature» vermutet, dass im Moment vier weitere chinesische Forschergruppen an ähnlichen Studien mit menschlichen Embryonen arbeiten.

«Was soll man dürfen, was nicht?»

Die Forschung verspricht sich viel von der Crispr-Cas9-Technologie – angewandt an Körperzellen. Verschiedene Biotechnologiefirmen möchten Therapien entwickeln, indem sie somatische Zellen mit dem Verfahren behandeln. So auch das in Basel stationierte Start­up Crispr Technologies, das an Therapien für verschiedene Erbkrankheiten forscht. Dank Crispr-Cas9 könnte man einst, hoffen Forscher zumindest, sogar heimtückische Viren wie das HIV ausschalten.

«Man versteht den Wunsch, schwere Krankheiten besiegen zu wollen. Doch es stellen sich bei diesem Thema ganz grundlegende Fragen», sagt Anita Rauch, Professorin für Medizinische Genetik an der Universität Zürich. «Wer soll die Macht bekommen zu entscheiden, welche Eingriffe wir machen? Was soll man dürfen, was nicht?» Das perfekte menschliche Wesen könne man sowieso nicht schaffen, da sind sich Kritiker und Befürworter einig. «Und wer will entscheiden, was ein perfekter Mensch überhaupt ist?», sagt Rauch. «Gerade die Vielfalt ist es, die den Menschen in der Evolution so weit gebracht hat.»

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Abstimmung vom 14. Juni: Präimplantationsdiagnostik

Am 14. Juni 2015 entscheiden die Stimmbürger über eine Verfassungsänderung, die die Präimplantationsdiagnostik (PID) in der Schweiz ermög­lichen soll. Diese hat nichts mit den im Text ausführlich diskutierten Eingriffen in die Keimbahn zu tun.

Bei der PID untersucht man im Rahmen einer künst­lichen Befruchtung ausserhalb des Mutterleibs zwar die Gene des Embryos. Doch diese werden nicht manipuliert, sondern auf einige gesetzlich festgelegte Erbkrankheiten geprüft. In die Gebärmutter übertragen wird dann ein gesunder Embryo.

Die PID erlaubt Paaren mit unerfülltem Kinderwunsch die gleichen Untersuchungen, die alle im Rahmen der Pränataldiagnostik in der Schwangerschaft machen können.

Die PID ist in den meisten europäischen Ländern bereits zugelassen. «Mit der Verfassungsänderung lässt sich die Zahl risikobehafteter Mehrlingsschwangerschaften nach Kinderwunschbehandlungen deutlich senken», sagt Bruno Imthurn, Direktor der Klinik für Reproduktions-Endokrinologie am Universitätsspital Zürich.