Gentherapie
Schon 2016 erteilten die zuständigen Arzneimittelbehörden EMA und FDA die Zulassung für sechs Gentherapien in der EU und in den USA. Die Hoffnungen, die mit ihnen verbunden sind, könnten kaum größer sein: Sie sollen Krankheiten erfolgreich bekämpfen, die bislang als unheilbar galten. Unter den ersten Zulassungen waren beispielsweise Gentherapien gegen Krebs. Sind die entsprechenden Behandlungen tatsächlich die Zukunft der Medizin? Wyatt ist davon überzeugt und bietet Lösungen an, die bei der Entwicklung der Gentherapie eingesetzt werden können.
Inhaltsverzeichnis:
I. Gentherapie Definition
I.1 Was ist Gentherapie?
I.2 Wie laufen Gentherapien ab?
I.3 Was ist das Ziel der Gentherapie?
II. Anwendungsbereiche von Gentherapien
II.1 Welche Arten der Gentherapie gibt es?
II.2 Welche Krankheiten können durch Gentherapie behandelt werden?
II.3 Was ist der Unterschied zwischen der Zelltherapie und der Gentherapie?
II.4 Was sollte man noch über Gentherapie wissen?
III. Gentherapien mit Lösungen von Wyatt
III.1 Welche Methoden nutzt Wyatt, um Gentherapien analysieren?
IV. Fazit: Gentherapien werden in Zukunft immer wichtiger
Inhaltsverzeichnis:
I. Gentherapie Definition
I.1 Was ist Gentherapie?
I.2 Wie laufen Gentherapien ab?
I.3 Was ist das Ziel der Gentherapie?
II. Anwendungsbereiche von Gentherapien
II.1 Welche Arten der Gentherapie gibt es?
II.2 Welche Krankheiten können durch Gentherapie behandelt werden?
II.3 Was ist der Unterschied zwischen der Zelltherapie und der Gentherapie?
II.4 Was sollte man noch über Gentherapie wissen?
III. Gentherapien mit Lösungen von Wyatt
III.1 Welche Methoden nutzt Wyatt, um Gentherapien analysieren?
IV. Fazit: Gentherapien werden in Zukunft immer wichtiger
I. Gentherapie Definition
Das Deutsche Referenzzentrum für Ethik in den Biowissenschaften definiert Gentherapie als „medizinische Methode der Einbringung von Nukleinsäuren in Körperzellen“. Hierdurch kann das Erbgut verändert werden. Ribonukleinsäure (RNA) und Desoxyribonukleinsäure (DNA) können dabei zum Einsatz kommen. Verbreitet sind die „in vivo“- und die „ex vivo“-Gentherapie. Sie können auch gemeinsam Verwendung finden. Bei einer „in vivo“-Gentherapie wird dem Patienten das therapeutische Gen direkt injiziert. Bei „ex vivo“-Therapien werden die menschlichen Zellen zuerst entnommen.Unterschieden wird zudem zwischen der somatischen Gentherapie und der Keimbahn-Therapie. Letztere ist in Deutschland verboten, weil durch sie das veränderte Erbgut an Nachkommen weitergegeben werden kann. Die folgenden Abschnitte beziehen sich deshalb ausschließlich auf somatische Gentherapien.
I.1 Was ist Gentherapie?
Gentherapien sind medizinische Behandlungskonzepte, bei denen veränderte Gene in Zellen oder menschliches Gewebe eingefügt werden. Gene sind die Funktionseinheiten im Erbgut, in denen die Informationen zur RNA- und Protein-Herstellung gespeichert sind. Beschädigte Gene führen deshalb zu ernsten gesundheitlichen Problemen. Beheben lassen sich diese Krankheiten oft nur durch einen Ersatz oder eine Reparatur der Gene - in der Form einer Therapie.I.2 Wie laufen Gentherapien ab?
Benötigt werden sogenannte „Genfähren“, die das therapeutische Gen tragen. Gängig kommt hierfür die virale Transfektion zum Einsatz. Dies bedeutet, es werden Viren injiziert, die ihr genetisches Material in die menschliche Zelle einbringen können. Adeno-assoziierte Viren (AAV) sind weit verbreitet, da sich ihr Genom nicht über die Zellteilung der menschlichen Zelle vermehrt, sondern im Zellkern verbleibt. Außerdem ermöglichen AAV, selektiv bestimmte Körperregionen zu behandeln. Bei AAV spricht man auch von Vektoren. Dies bedeutet, die Viren besitzen kein infizierendes eigenes Erbgut. Alternativ dienen menschliche Immunzellen als Fähre.I.3 Was ist das Ziel der Gentherapie?
Gentherapien sollen prinzipiell Krankheiten heilen oder zumindest lindern. Primär geht es dabei um die Behandlung monogenetischer Erkrankungen. Dies bedeutet, die Fehlfunktionen sind durch die Veränderungen eines einzelnen Gens entstanden. Die Wissenschaft strebt also eine „eine echte Kausaltherapie“ an, wie beispielsweise der Verband der forschenden Pharma-Unternehmen (vfa) erklärt. Dies bedeutet, sie bekämpft tatsächlich die Ursachen der Erkrankung. Ein entsprechendes Gentherapie-Beispiel ist die CAR-T-Zelltherapie. Veränderte Immunzellen erkennen Krebszellen und vernichten diese.
II. Anwendungsbereiche von Gentherapien
Gentherapien adressieren überwiegend genetische Erkrankungen, die geerbt (z.B. Hämophilie) wurden oder im Laufe der Zeit entstanden sind (beispielsweise Krebs). Die Forschung ist sich allerdings einig, dass ihr Potenzial deutlich weiter reicht. Studien, die mithilfe von biologischen Modellen durchgeführt worden sind, lassen darauf schließen, dass Gentherapie auch bei Infektionen, Erkrankungen des zentralen Nervensystems und Herz-Kreis-Problemen helfen kann. Für die erbliche Netzhautdystrophie, eine Augenerkrankung, gibt es sogar schon eine zugelassene Therapie, die auf Adeno-assoziierten Viren beruht (Neparvovec, Handelsname Luxturna).II.1 Welche Arten der Gentherapie gibt es?
Gängig werden drei Arten oder „Systeme“ unterschieden:- Ersatztherapie: Ein Vektor bringt eine funktionelle Kopie eines defekten Gens ein.
- Gen-Anpassung: Mittels einer sogenannten "Genschere" wird ein Gen eingefügt, das die Beschädigung repariert.
- Epigenetik: Die „Ableserate“ des beschädigten Gens wird verändert.
II.2 Welche Krankheiten können durch Gentherapie behandelt werden?
Zusätzlich zu den bereits genannten Krankheitsbildern Krebs (jeder Art) und Hämophilie sind beispielsweise auch diese Gesundheitsstörungen zu nennen:- SCID (schwere kombinierte Immundefekte)
- Ornithin-Transcarbamylase Defizienz
- SMA (spinale Muskelatrophie)
- Lipoproteinlipasedefizienz
- Lebersche Kongenitale Amaurose
II.3 Was ist der Unterschied zwischen der Zelltherapie und der Gentherapie?
Zelltherapie ist der Begriff dafür, dass lebendige Zellen injiziert werden. Dies kann einen gentherapeutischen Hintergrund haben, muss es aber nicht. Gentherapien benötigen wie geschildert nicht zwingend lebende Zellen, bringen allerdings stets ein Gen in die Zelle ein.
II.4 Was sollte man noch über Gentherapie wissen?
Eine Gentherapie ist kein Allheilmittel für alle Krankheiten. Drei Punkte können den Einsatz beschränken:- Gentherapie-Kosten: In den USA entstehen für eine entsprechende Behandlung Kosten in Höhe von 400.000 US-Dollar und mehr.
- Gentherapie-Nebenwirkungen: In einigen Fällen ist als Nebenwirkung ein sogenannter "Zytokinsturm" aufgetreten. Dieser löst grippeartige Symptome aus und kann im schlimmsten Fall zum Tod führen. Zu beobachten waren außerdem Fälle, in denen die Immunreaktion des Körpers die Verabreichung mehrerer Dosen unmöglich machte, da die therapeutischen Gene die Bildung von Entzündungsmolekülen auslösten.
- Gentherapie-Risiken: Bei Viren besteht die Gefahr, dass schädigendes Erbgut übergeben wird. Im schlimmsten Fall gibt der Patient dieses sogar an andere Personen weiter. Gefährlich kann auch die Immunantwort des Körpers sein. Die Abwehr kann die genetisch modifizierten Zellen angreifen und Organläsionen auslösen. Unsicher ist zudem, ob es zu problematischen Arzneimittelwechselwirkungen kommt. Die diesbezüglichen Forschungen sind noch unzureichend.
III. Gentherapien mit Lösungen von Wyatt
Der vorherige Abschnitt zeigt, dass weitere Forschungen im gentherapeutischen Bereich dringend notwendig sind. Gleiches gilt für eine engmaschige Überwachung der Behandlungen. Detektoren von Wyatt können bei der Entwicklung und Qualitätskontrolle von Gentherapien eingesetzt werden. Wir sind Anbieter und Entwickler von kommerziellen Lichtstreuungsinstrumenten, die auf Laser als Lichtquellen vertrauen. Für Gentherapien eignen sich unsere Systeme deshalb für die Analyse sowie die Unterstützung bei der Implementierung. Wir können beispielsweise durch Lichtstreuungsinstrumente sowie Feldflussfraktionierungslösungen Messungen vornehmen. Diese sind unerlässlich, um z.B. die Wirkung der modifizierten Gene einzuschätzen. Mehr Informationen zu Gentherapien mit Lösungen von Wyatt finden Sie hier.III.1 Welche Methoden nutzt Wyatt, um Gentherapien zu analysieren?
- SEC-MALS: Mehrwinkellichtstreuung ("Multi Angle Light Scattering") mit Größenausschluss-Chromartagraphie ("Size Exclusion Chromotography") zur Bestimmung der absoluten Molmasse und Größe von Makromolekülen, Proteinen und Nanopartikeln
- Feldflussfraktionierung (FFF): Trennung in Flusskanälen, geeignet zur Messung von Vektoren, LNP-RNA-Partikeln und größeren AAV-Aggregaten
- DLS bzw. dynamische Lichtstreuung: unser küvettenbasiertes DynaPro NanoStar-System eignet sich beispielsweise, um Titer viraler Vektoren sowie Größen und Größenverteilungen von Antikörpern zu bestimmen
IV. Fazit: Gentherapien werden in Zukunft immer wichtiger
Gentherapien sind eine neue Therapieform. Weitere Forschung wird benötigt, um ihr volles Potenzial zu realisieren und ihre Risiken sowie Nebenwirkungen beherrschbar zu machen. Dass es sich lohnt, diese Anstrengungen zu unternehmen, steht schon jetzt fest. SCIDs verlieren durch die Therapien viel von ihrem vorherigen Schrecken. Sicher ist: Die entsprechenden Therapien werden immer wichtiger.Weitere Fragen und Antworten zu Gentherapie
Was ist Gentherapie?
Gentherapie ist die Einführung von veränderten Genen in Zellen oder Gewebe, um Krankheiten zu behandeln. Gene, die in ihrer Funktion beeinträchtigt sind, können zu schwerwiegenden Gesundheitsproblemen führen, daher kann eine Therapie durch Ersatz oder Reparatur von Genen notwendig sein.
Wie laufen Gentherapien ab?
Gentherapien verwenden 'Genfähren' wie Adeno-assoziierte Viren (AAV), um das therapeutische Gen in menschliche Zellen einzubringen. AAV ermöglichen selektive Behandlung von speziellen Körperregionen.
Was ist das Ziel der Gentherapie?
Das Ziel der Gentherapie ist die Heilung oder Linderung von Krankheiten, insbesondere monogenetischen Erkrankungen, die also durch Veränderungen eines einzelnen Gens verursacht werden.
Was ist der Anwendungsbereich von Gentherapien?
Gentherapien werden vor allem für genetische Erkrankungen eingesetzt, die vererbt oder im Laufe des Lebens entstanden sind. Studien zeigen aber, dass sie auch bei Infektionen, Nerven- und Herz-Kreislauf-Erkrankungen helfen können.
Welche Kranhkeiten können durch Gentherapie behandelt werden?
Gentherapie kann bei verschiedenen genetischen Erkrankungen eingesetzt werden, darunter Krebs, Hämophilie, schwere kombinierte Immundefekte, Ornithin-Transcarbamylase Defizienz, spinale Muskelatrophie und Lipoproteinlipasedefizienz.
Was ist der Unterschied zwischen Zell- und Gentherapie?
Die Zelltherapie verwendet lebende Zellen, um eine Krankheit zu behandeln, während die Gentherapie Gene in den Körper einführt, um Krankheiten zu verhindern. Die Zelltherapie will Zellen ersetzen oder reparieren. Die Gentherapie modifiziert die Gene direkt.