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Gen-Radiergummi: Neuer Behandlungsansatz bei chronischen Erkrankungen


Göttinger Forscher entwickelten eine neue Methode, mit der die im Bindegewebe der Niere verborgenen Fibroblasten (grün) gezielt von krankheitsverursachenden epigenetischen Veränderungen (orange) gesäubert werden können. Bild: umg

Prof. Dr. Michael Zeisberg, Klinik für Nephrologie und Rheumatologie an der UMG und Letztautor der Studie. Bild: umg/lange


Göttinger Forscher haben ein neues Gentechnik-Verfahren entwickelt, mit dem sich epigenetische Veränderungen bei chronischen Erkrankungen wieder löschen lassen.

Atemnot, Müdigkeit und Wassereinlagerungen sind typische Anzeichen für eine chronische Herz- oder Nierenschwäche. Die Symptome bleiben oft unbemerkt oder werden als altersbedingt wahrgenommen, weil die Verschlechterung der Organleistungen langsam voranschreitet. Ursache für das schrittweise Versagen der Organe bei chronischen Erkrankungen sind sogenannte „epigenetische Modifikationen“, das sind nachträgliche Abänderungen an Grundbausteinen der Erbsubstanz einer Zelle: Bestimmte Genabschnitte werden durch chemische Veränderungen, wie beispielsweise die chemische Kopplung von Methylgruppen (DNA-Methylierung), unbrauchbar gemacht.

Forschern am Herzzentrum der Universitätsmedizin Göttingen (UMG) ist es nun gelungen, in einem Tiermodell die krankmachende epigenetische Modifikation gezielt rückgängig zu machen. Die Projektgruppe „ENPP3-vermittelter Phosphat-Metabo­lismus bei der Herzfibrose“ des Sonderforschungsbereichs 1002 (SFB 1002) um Prof. Dr. Michael Zeisberg, Klinik für Nephrologie und Rheumatologie der UMG, funktionierte für ihre Versuchsreihe die als „Gen-Schere“ bekannte sogenannte CRISPR/Cas9-Technologie um. „Statt die DNA zu durchtrennen, kann durch die abgewandelte Technologie ein Genabschnitt nun wie mit einem Radiergummi von der Modifikation gesäubert werden“, sagt Prof. Dr. Michael Zeisberg. Mit dieser Therapie können spezifische DNA-Methylierungen sogar Fibroblasten korrigiert werden, die für den Krankheitsverlauf verantwortlich sind und die in den im Bindegewebe liegen. Weil die Fibroblasten epigenetisch veränderte DNA freisetzten, sind krankmachende epigenetische Modifikationen sogar im Blut nachweisbar. Potentiell können somit krankmachende epigenetische Modifikation in der Niere oder auch im Herzen mit einem einfachen Bluttest identifiziert und anschließend mit einer maßgeschneiderten Therapie korrigiert werden. Diese Methode stellt einen neuen Ansatz zur personalisierten Behandlung von Herzschwäche und chronischem Nierenversagen dar. Die Ergebnisse wurden in der renommierten Fachzeitschrift „Nature Communications“ veröffentlicht.

„Die Ergebnisse dieser Studie machen Hoffnung, dass uns in Zukunft noch ein weiteres, wirkungsvolles Verfahren für die Behandlung von z.B. der Herzschwäche zur Verfügung steht. Diese Methode eröffnet eine große Brandbreite von Anwendungsmöglichkeiten, um die Aktivität einzelner Gene zu regulieren, ohne die tatsächliche Erbsequenz verändern zu müssen“, sagt Prof. Dr. Gerd Hasenfuß, Vorsitzender des Herzzentrums, Sprecher des Sonderforschungsbereichs 1002 sowie Vorstandsmitglied des Deutschen Zentrums für Herz-Kreislaufforschung e.V. (DZHK).

 

Originalpublikation: Xingbo Xu, Xiaoying Tan, Björn Tampe, Tim Wilhelmi, Melanie S. Hulshoff, Shoji Saito, Tobias Moser, Raghu Kalluri, Gerd Hasenfuß, Elisabeth M. Zeisberg, Michael Zeisberg: High-fidelity CRISPR/Cas9-based gene-specific hydroxymethylation rescues gene expression and attenuates renal fibrosis. Nature Communications, ISSN 2041-1723.

Quelle: Presseinformation UMG