Neue Genanalysemethode spart Tierversuche

Bei genetischen Krankheiten ist oft nicht nur ein Gen der Verursacher, sondern mehrere Genveränderungen. Bisher konnte bei der Suche nach den Krankheitsursachen jedoch immer nur ein Gen ausgeschaltet werden, um die Folgen für den Organismus zu untersuchen. Um alle beteiligten Gene zu identifizieren, sind also mehrere Tierversuche notwendig. Das Forschungsteam von Professor Randall Platt vom Departement für Biosysteme der ETH Zürich in Basel entwickelte eine neue Methode, mit der in Tieren mehrere Gene gleichzeitig verändert werden können. So lassen sich in einem Tierversuch die Folgen mehrerer Genveränderungen studieren.

Mit Hilfe Adeno-assoziierter Viren (AA-Viren) brachten die Forscher die CRISPR/Cas-Genschere in die Zellen erwachsener Mäuse ein. Die Viren enthielten die Informationen, welche Gene durch die Genschere stillgelegt werden sollten. Mit dieser Methode konnten sie im Gehirn der Mäuse mehrere unterschiedliche Gene ausschalten.

„Es ist ein großer Vorteil, dass wir diese Analysen nun in Lebewesen machen können, denn in Kultur verhalten sich Zellen anders als im lebenden Organismus“, sagt António Santinha, Doktorand in der Forschungsgruppe und Erstautor der Studie. Die Viren können den Tieren direkt ins Blut gespritzt werden. Je nach Art des AA-Virus können verschiedene Organe angesteuert werden.

Zusammen mit Wissenschaftlern der Universität Genf entdeckten die Forscher, welche Gene an der seltenen Erbkrankheit Mikrodeletionssyndrom 22q11 beteiligt sind. Bisher war bekannt, dass der Ursprung der Krankheit bei Genen auf einer bestimmten Chromosomenregion mit 106 Genen zu finden ist. Allerdings wusste man nicht, in welchem Ausmaß die einzelnen Gene zum Krankheitsbild beitragen.

Die Wissenschaftler veränderten 29 Gene dieser Region und untersuchten anschließend die RNA-Profile der Gehirnzellen. Dabei fanden sie drei Gene als Hauptverantwortliche für die Erkrankung. Die Mäuse wiesen Muster für die typischen Symptome der Erkrankung, Schizophrenie und Autismus-Spektrum-Störungen auf.

„Wenn wir wissen, welche Gene in einer Krankheit eine abnormale Aktivität aufweisen, können wir versuchen, Medikamente zu entwickeln, welche diese Abnormalität ausgleichen“, erklärt Santinha.

Die Studienergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Nature. Die neue Technologie wurde von der ETH Zürich zum Patent angemeldet. Die Gründung eines Spin-offs ist in Planung.