Gentherapie

4.1 Definition Gentherapie Die Gentherapie befasst sich mit dem Einschleusen von Genen in Zellen, denen die jeweilige normale Funktion des Genes fehlt. Somit kann das intakte, neueingeschleuste Gen jetzt die korrekte Form des zuvor funktionsunfähigen Proteins bilden. Folglich können ererbte genetische Störungen oder durch Mutation entstandene Krankheiten wie Krebs geheilt werden. Die meisten Therapien bekämpfen nur die Symptome einer Krankheit, die Gentherapie richtet sich jedoch gegen die Ursachen eines Problems und bekämpft es von Grunde auf.
Die Gentherapie lässt sich in zwei Kategorien unterteilen. In der ersten werden Veränderung an Keimzellen (Ei- oder Samenzellen) vorgenommen, die eine bleibende genetische Veränderung des gesamten Organismus kommender Generationen zur Folge haben. Diese \"Keimbahntherapie\" kommt aus ethischen Gründen beim Menschen nicht in Betracht. Die zweite Kategorie der Gentherapie ist die Körperzellentherapie. Diese betrifft nicht wie die nächste Generation eines Organismus sondern nur die lebenden Zellen einer Person, bis diese stirbt.
Die Gentherapie ist sehr eng mit der Gentechnik verknüpft. Wie ich bereits erklärt habe ( siehe 3.3 Methoden der Gentechnik ) wird zuerst das gesuchte Gen aus einer intakten Zelle isoliert. Durch Genklonierung ist es möglich viele Kopien dieses Gens zu erhalten. Anschließend werden jene DNA-Stücke in Vektoren übertragen ( siehe 4.3 Genfähren ) und diese werden je nach Behandlungsart in den Körper eingebracht oder außerhalb des Körpers in einzelne Zellen eingeschleust, welche wieder zurückimplantiert werden. Die Gentherapie ist bei weitem noch keine ausgereifte und routinemäßig anwendbare Technik, dennoch möchte ich die Ansätze dieser neuen Technologie beschreiben.

4.2 Arten der Gentherapie

4.2.1 Ex-vivo-Therapie

Diese ist die einzige der drei Gentherapiearten, die außerhalb des Körpers durchgeführt wird. Dem Patienten werden Zellen entnommen, die meist den zu behandelnden genetischen Defekt beherbergen. Diese Zellen werden mit der intakten Version des kaputten Gens ausgestattet und dem Patienten wieder in den Körper rückübertragen. Diese Therapie ist vorwiegend sinnvoll um Krankheiten, welche auf ererbten Gendefekten beruhen, zu heilen. Es werden überwiegend Zellen des Körpers entfernt, welche zu den bildenden Systemen des Organismus gehören. Werden die Zellen nun reimplantiert, können die eingeführten Gene Proteine ausbilden, welche über die Blutbahn in den gesamten Körper gelangen. Dort entfalten sie ihre therapeutische Wirkung für den gesamten Organismus, da die gebildeten Proteine über die Blutbahn Zugang zu fast jeder Zelle erhalten.
Sie ist leider nur indirekt gegen Krebs geeignet, weil Krebs nur in seltenen Fällen auf einem Gendeffekt beruht, den alle Zellen von Geburt an, in sich tragen.
Eine Möglichkeit wäre jedoch, dem Körper eines Krebspatienten Knochenmark zu entnehmen und es so manipulieren, dass sich nur noch weiße Blutkörperchen bilden,
welche besonders darauf spezialisiert sind Krebszellen besser zu erkennen und zu zerstören.


4.2.2 In-situ-Therapie

Die In-situ-Therapie wird im Körper am betreffenden Organ durchgeführt und ist auch direkt gegen Krebs geeignet. Die Genfähren müssen die entsprechenden Zellen nicht erst im Organismus finden und es müssen den betreffenden Geweben nicht erst Zellen entnommen und genetisch verändert werden. Die Therapie ist vor allem sinnvoll wenn sich die Gendefekte in einem Organ bzw. Gewebe befindet. Somit kann die In-situ-Therapie gezielt gegen Tumore eingesetzt werden.
( Welche genetische Information zu welchem Zweck eingebracht werden kann wird im Kapitel 4.4 Ziele der Gentherapie beschrieben ).





4.2.3 In-vivo-Therapie

Bei dieser Therapieform werden die Genfähren einfach in die Blutbahn injiziert. Die Genfähren sind so \"programmiert\" das sie selbstständig die zu behandelnden Zellen finden und nur in diesen ihre \"Fracht\" effizient und sicher übermitteln.
Somit wirken Sie bei allen Krankheiten welche auf Gendefekten beruhen, egal ob sie lokal in einem Gewebe oder im ganzen Körper vorhanden sind. Im Gegensatz zu den beiden anderen Therapiearten, besitzt diese noch zu viele Hindernisse, um klinische Anwendung zu finden. Sie ist jedoch die erfolgversprechenste der drei Arten für die zukünftige Anwendung. Das größte Problem liegt in der Entwicklung geeigneter Genfähren die selbständig ihr Ziel finden. ( siehe 4.5 Probleme der Gentherapie ).


4.3 Ziele der Gentherapie

Durch die Gentherapie ist es möglich, ausgesuchte Gene in Zellen einzuschleusen.
Bei der Bekämpfung von Krebs unterscheidet man drei Ziele der Gentherapie.
Entweder man versucht durch das eingebrachte Gen die Krebszellen zu heilen, abzutöten oder ihre Ausbreitung einfach zu stoppen. Man hat heutzutage schon viele Zellvorgänge aufgedeckt, und wie sie mit dem Genom verknüpft sind. Dieses Wissen und vor allem auch die Forschungen am \"Human Genom Projekt \" bieten viele Möglichkeiten, um Ansätze für eine Gentherapie zu finden. Egal welches der drei Ziele man verfolgt. Zwar sind die meisten der bisherigen Ansätze noch nicht einmal in Grundzügen am Menschen auf Sicherheit und Wirksamkeit getestet, doch könnte ihre Weiterentwicklung einmal die Überlebenschancen zukünftiger Krebspatienten erheblich verbessern. In den nächsten drei Kapiteln nenne ich Beispiele für die Ansätze der Gentherapie geordnet nach ihren Zielen.


4.3.1 Heilen der Krebszellen

Das Prinzip des Heilens einer Krebszelle ist erstaunlicherweise recht simpel.
Da Krebs durch den Defekt spezifischer Gene entsteht, müsste man diese nur durch ein intaktes Gen ersetzten, um den Defekt wieder zu beheben oder andere Gene zu aktivieren, welche die kaputten Mechanismen reparieren. Durch das Einführen intakter Proto-Onkogene, Tumorsuppressorgene oder Gene die für die DNA-Reparaturmechanismen verantwortlich sind, könnte sich eine Heilung der Krebszellen bewirken lassen. Die entsprechenden DNA-Abschnitte können aus jeder Lebensform stammen, weil alle DNA-Stränge zueinander kompatibel sind und evolutionsbedingt die selben Gene enthalten müssten.
Die Therapie müsste jedoch bis aufs kleinste auf die speziellen genetischen Ursachen des Tumors eines Patienten abgestimmt sein, sonst könnte sie keinen Erfolg haben.


4.3.2 Abtöten einer Krebszelle

Hier unterscheidet man ob sich die Zelle selber umbringt oder ob sie von außen getötet wird. Das Einbringen intakter Apoptosegene bringt die Zellen, welche sehr große DNA-Schäden besitzen dazu sich selber umzubringen.
Man könnte auch Gene einbringen die Proteine codieren, welche zusammen mit den
Medikamenten der Chemotherapie die Zelle noch schneller und effektiver absterben lassen. Eine ähnliche Methode wäre für den Körper noch harmloser, weil sie ohne Chemotherapie auskommen könnte. Das Einschleusen eines Genes welches die Information für ein toxisches Eiweiß liefern könnte wäre sehr wirkungsvoll. Sofort nach der Synthese des Proteins würde es seine Wirkung entfalten und die Zelle somit \"vergiften\".
Eine indirekte Waffe gegen die Krebszellen würde ein Gen sein, welches bestimmte Oberflächenstrukturen an der äußeren Seite der Zellmembran ausbilden könnte.
Da Krebszellen aus Körperzellen entstehen ist es für das Immunsystem sehr schwierig diese zu erkennen. Auch wenn sie spezifische Antigene tragen, fehlen dann meistens noch die co-stimulierenden Moleküle für eine Immunreaktion. Die genetische Information für diese stimulierende Moleküle kann wieder über Genfähren in die Zelle eingebracht werden das sich so das gewünschte Merkmal ausbildet.
Den weißen Blutkörperchen ( Lymphocyten ) fällt es somit leichter die Krebszellen zu erkennen und sie zu töten. Ist die Immunabwehr der Krebszellen einmal ins laufen gekommen so ist es möglich das die Lymphocyten jetzt auch Krebszellen zerstören, ohne das sie die co-stimulierenden Moleküle besitzen.

4.3.3 Eindämmen des Tumorwachstums

Das Eindämmen des Tumorwachstums bezieht sich vorwiegend auf die Stoppung
seines Wachstums, das Aufhalten der Metastatisierung und die Stoppung des Blutgefäßwachstums. Das alles sind nur Ideen für die häufig noch ein gezielter Angriffspunkt fehlt. Die Metastatisierung beruht auch auf Gendefekten, diese jedoch zu stoppen ist äußerst schwierig. Wenn sie schon einmal in Gang gekommen ist, scheint überdies hinaus zwecklos, weil sich schon Krebszellen in der Blutbahn befinden. Das Aufhalten des unkontrollierten Wachsens müsste auch durch die Einbringung intakter Wachstumsgene erfolgen.


4.4 Probleme der Gentherapie

Wie jede neue Wissenschaft ihren Anfang findet, war dies erst vor relativ kurzer Zeit der Fall bei der Gentherapie. Sie steht noch ganz am Anfang und hat deswegen auch noch so viele Schwierigkeiten zu überwinden. Ihre nahe \"Verwandtschaft\" zur Gentechnik bringt viele Vorurteile der Öffentlichkeit mit sich. Neben diesen Imageproblemen gibt es auch noch eine ganze Reihe technischer Probleme, auf welche ich jetzt näher eingehen möchte. Außerdem gab es bis heute nicht einen einzigen medizinischen Fall, in dem man die Heilung eines Patienten direkt auf die Anwendung der Gentherapie zurückführen konnte.


4.4.1 Technische Probleme

Viele technische Probleme stehen noch zur Lösung aus. Die meisten Probleme beziehen sich auf die Genfähren. Das zielgerichtete Einbringen von verändertem genetischen Material in den Organismus ist das bisher größte Problem. Da Viren den Nachteil haben ihre Erbinformation Umzubauen, könnten sie auch Krebs auslösen.
Noch schlimmer wäre es wenn auf diese Art und Weise ein neuer gefährlicher Virus entstehen könnte. Selbst wenn diese Schwierigkeiten überwunden werden, lösen die Viren spätestens bei mehrmaligen einbringen in den Körper Immunreaktionen aus. Dadurch werden die Viren abgetötet, bevor sie überhaupt ihr Erbgut in eine Zelle übertragen konnten. Selbst wenn das \"therapeutische\" Gen in den Zellkern gelangt, kann es sich immer noch an der falschen Stelle in die DNA integrieren. So kann es dazu kommen das keine Proteine des Gens entstehen, weil es keine RNA-Bildung von ihm gibt. Der falsche Einbau des Gens kann zu einer Unterbrechung eines lebenswichtigen Genabschnittes kommen. Dies würde zum Tod der Wirtszelle führen.
Die Hürden sind jedoch nicht so groß wie sie hier erscheinen. Die Wissenschaft geht mit so großen Schritten voran, dass die Prognosen gut stehen, dass in fünfzehn bis zwanzig Jahren keine großen Einwände gegen eine routinemäßige Anwendung der Gentherapie bei Körperzellen bestehen.


4.4.2 Allgemeine Probleme

All die nötige Forschung auf dem Gebiet der Gentherapie setzt die Aufwendung hoher finanzieller sowie personeller Kosten voraus. Diese sind besonders schwer zu bekommen aufgrund des schlechten Rufs der Gentechnik und dem schmalem Grad zwischen den ethischen Ansichten vieler Menschen und den Gengesetzen.
Ein rein rechtliches Problem ist die sogenannte \"Genschutzinitiative\", sie unterbindet die Freisetzung genetisch veränderter Mikroorganismen. Vor allem aus diesem Grunde, ist es besonders schwierig Versuchszulassungen zu bekommen. Erst wenn wirklich bewiesen werden kann, dass kein genetisch verändertes Material freigesetzt wird, bekommt man eine solche Versuchszulassung. Außerdem werden Gentherapien nur bei Patienten bewilligt, die sich in einer aussichtslosen Lage befinden. So wird bei Krebs eigentlich nur eine Gentherapie bewilligt, wenn der Patient sich im Endstadium befindet und die Schulmedizin versagt hat. Dies ist ein weiteres Problem für die Wissenschaftler und Ärzte. Denn man kann in diesem Stadium häufig nicht genau feststellen ob die Therapie wirklich Erfolg zeigt.