Crispr, la revolución genética que ya nos podemos comer
Madrid
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Bakterien haben vor 3.000 Millionen Jahren eine sehr effektive Abwehr gegen Viren entwickelt: Jedes Mal, wenn ein Virus in ihren Körper eindringt, speichern sie einen Teil ihres Erbguts in einer Art „Bibliothek“, aus der sie jedes Mal den passenden „Wälzer“ entnehmen ein ähnlicher Virus versucht, sie zu infizieren. Mit diesen Informationen durchsuchen sie Ihre DNA-Stränge, schneiden die eingebettete schädliche Sequenz heraus und stoppen den Zustand in seinen Spuren. Eine relativ einfache Methode, die allerdings auch die Wissenschaft erst vor relativ kurzer Zeit realisiert hat. es war der Spanier Franz Mojica der im Sommer 2003 erkannte, dass es sich um eine Art „natürliche Selbstimpfung“ von Bakteriophagen handelte. Er nannte es „Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats“ (was auf Spanisch kurze, geclusterte und regelmäßig voneinander beabstandete palindromische Wiederholungen bedeutet) oder CRISPR.
Jahre später, im Jahr 2012, die Forscher Emmanuelle Charpentier und Jennifer Doudna veröffentlicht in ‘
Wissenschaft‘ die Möglichkeit, diesen Mechanismus auf andere Lebewesen zu übertragen – wofür sie 2020 den Nobelpreis für Chemie erhalten haben. Dies war das erste Kapitel einer ganzen wissenschaftlichen Revolution, die wir heute bereits sehen können. Und sogar essen.
Die als „Genetic Cut-Paste“ bekannte CRISPR-Technologie ist eine Art „Schere“, die aus Leitfäden und einem Protein besteht (das bekannteste ist Cas9, aber auch andere werden bereits verwendet, wie Cas12 oder Cas10), auf die programmiert werden kann suchen, verbinden und schneiden Sie eine bestimmte DNA-Sequenz. Etwas, das es ermöglicht, fast jede Zelle aus Malaria-übertragenden Mücken ohne die „genetischen Impulse“, die sie zwingen, Menschen zu beißen, zu bearbeiten und im Labor zu erstellen, und durch die Modellierung von Krankheiten im Labor zu gehen, um sie wie nie zuvor zu untersuchen oder die ( noch ) Versprechen von Therapien, die krankheitsverursachende Gene eliminieren.
„Vor ein paar Jahren hätte ich gesagt, dass das alles völlig unmöglich ist“, sagt er mit Nachdruck. Luis Montoliu, Forscher am CSIC National Centre for Biotechnology (CNB-CSIC) und einer der führenden Technologieexperten in Spanien. Er erklärt, dass sein Team „durch Zufall“ auf CRISPR gestoßen sei, ein Glücksfall, weil es zur richtigen Zeit am richtigen Ort war: Ein italienischer Student, der Teil seines Teams war, reiste genau zu diesem Zeitpunkt für einen vorübergehenden Aufenthalt in die Schweiz neues Werkzeug gelandet. „Er hat so viel gelernt, wie er konnte, und dann ist er zurückgekommen. Es hat unser Leben verändert.» Auf diese Weise konnten sie Experimenten, an denen sie zwei Jahrzehnte lang mit anderen, viel komplexeren und teureren Methoden gearbeitet hatten, ein Ventil bieten. „Es hat so gut funktioniert, dass wir es zuerst nicht geglaubt haben. Denn für weniger als 100 Euro können Sie mit der Arbeit beginnen. Die Grenze liegt in der Vorstellungskraft derer, die dieses Tool verwenden“, sagt er.
Das Team verwendet CRISPR, um Albinismus zu untersuchen, eine Krankheit, die wir aufgrund der fehlenden Pigmentierung der Betroffenen kennen, die jedoch andere schwerwiegendere Probleme wie eine geringe Sehschärfe aufweist (die Europäische Union betrachtet sie als legal blind). Montoliu führt Gentests an spanischen Patienten und ihren Familien durch, um festzustellen, welches spezifische Gen betroffen ist (da es bis zu 22 Arten gibt), und erschafft dann das, was er die „Avatar-Maus“ nennt, um die Krankheit genau zu reproduzieren und zu studieren es in die Tiefe. „Die Grenze dieser Technologie liegt in der Vorstellungskraft derer, die sie anwenden“, sagt er.
Tatsächlich laufen bereits die ersten klinischen Studien, um die Wirksamkeit von Immuntherapiebehandlungen bei Krebs, zwei häufigen Blutkrankheiten (Sichelzellenanämie und Beta-Thalassämie), und bei der tödlichen Krankheit Transthyretin-Amyloidose zu testen. Aber es gibt Dutzende von Experimenten, die darauf warten, grünes Licht für Tests am Menschen zu bekommen. «Es hat keine Grenze. Es gibt Millionen Bakterien, und jede hat ein anderes CRISPR-System. Und Sie müssen nicht weit gehen, um sie zu finden: Im Topf auf Ihrem Balkon haben Sie Tausende von Kandidaten, um ein neues Werkzeug herzustellen, wer weiß, mit welcher Besonderheit».
Biohacker und Gefahren
Wir schreiben das Jahr 2013 und der Molekularbiologe Miguel Angel Moreno Mateos Er wechselte für seinen zweiten Postdoc an die Yale University. «Komm schon, schau dir dieses CRISPR-Ding an, um zu sehen, ob es gut aussieht», sagte ihm sein Chef, der renommierte Forscher. Antonio Giraldez. „Ich wusste nicht einmal, was es war“, gesteht Moreno Mateos gegenüber ABC, „noch habe ich mir die Revolution dieses Tools vorgestellt.“ Sein Team am andalusischen Zentrum für Entwicklungsbiologie untersucht die ersten Schritte der Embryonalentwicklung am Modell des Zebrafisches. «Der Anfang hängt von der Eizelle ab, vom mütterlichen Beitrag, der für die Aktivierung des anfangs schweigenden zygotischen Genoms zuständig ist.» Mit der CRISPR-Technologie aktivieren und deaktivieren sie Gene, um genau zu verstehen, was der Ursprung ist, dieses „Klicken“, das ein neues Lebewesen auslöst.
Ein Lebewesen, das dank dieser Gentechnik in Zukunft künstlich erzeugt werden kann. Tatsächlich behaupteten chinesische Wissenschaftler diese Woche, dass sie in der Lage gewesen seien, eine Babymaus aus dem Ei eines Weibchens zu erschaffen, das keinen Sex hatte oder Sperma von einem Männchen erhielt, indem sie ihr Ei mit dieser neuen Technik bearbeiteten. Es ist der erste Fall einer künstlichen Geburt bei Säugetieren, die bis vor kurzem für unmöglich gehalten wurde.
„Wir machen aus Science-Fiction echte Wissenschaft“, sagt Moreno Mateos, der auch die Demokratisierung unterstreicht, die das System sowohl wegen seiner Einfachheit als auch wegen seiner geringen Kosten bewirkt hat: Mit nur 100 Euro ist es möglich, ein CRISPR-Kit zu kaufen. Er betont jedoch, dass es sich zwar um eine echte Revolution handelt, aber nicht das Allheilmittel für alle unsere Probleme sein wird: «Es wird sehr schwierig sein, eine kleine Pille zu haben, die uns repariert», sagt er. Und darüber hinaus birgt es seine Risiken. Das deutlichste Beispiel war der Fall des chinesischen Forschers Er Jiankui, der alle Grenzen überschritt und mehrere menschliche Embryonen mit CRISPR veränderte, aus denen drei Mädchen geboren wurden. Heute sitzt er im Gefängnis, und es ist wenig über diese Minderjährigen bekannt, die „entworfen“ wurden, um gegen das HIV-Virus resistent zu sein (ein Ziel, das nach den wenigen verfügbaren Informationen nicht erreicht wurde).
Damals kam die gesamte wissenschaftliche Gemeinschaft zusammen, um das Experiment wegen seines völligen Mangels an Ethik zu verurteilen. Die einzige Stimme, die anderer Meinung war, war die des Genetikers Georg Kirche, der sein «Recht auf eine ausgewogene Meinungsäußerung» beanspruchte. „Lasst uns quantitativ sein, bevor wir beschuldigen (…) Wir haben Schweine mit Dutzenden von CRISPR-Mutationen und einen Mausstamm mit 40 CRISPR-Stellen, die ständig aktiviert sind, aber wir haben keine Beweise für negative Folgen“, verteidigte sich der Forscher in einem Interview für ‘
Wissenschaft‘. Er selbst ist der Architekt des umstrittenen Projekts, Mammuts „wiederzubeleben“, indem er ihre Gene in die DNA eines lebenden Elefanten einfügt. Aber nicht mit der endgültigen Absicht, dieses ausgestorbene Tier wiederzubeleben, sondern um den Klimawandel zu vermeiden: Seine Idee ist es, diese wolligen Elefanten zu bewegen (denn sie wären in Wirklichkeit keine Mammuts, sondern eine Kreuzung eines aktuellen Elefanten mit Merkmalen dieses ausgestorbenen Tieres) nach Sibirien, um Bäume zu fällen, den Boden zu zertrampeln und so einen ganzen „Gemüseteppich“ zu bauen, der den Permafrost schützt und das Tauwetter stoppt.
„Es ist eine Revolution, das stimmt. Und diese Technologie hat ein enormes Potenzial. Aber wir haben auch die Verantwortung, die Gesellschaft aufzuklären und ihr beizubringen, dass es nirgendwohin führt, ein „Biohacker“ zu sein“, sagt Moreno Mateos.
CRISPR ‘Geschmack’
Aber wenn es Bereiche gibt, in denen Crispr-Anwendungen bereits greifbare Realität (oder vielmehr essbar) sind, dann sind das Vieh und Landwirtschaft. Darunter Lämmer und Kühe, die so modifiziert wurden, dass sie besseres Fleisch produzieren, Pilze, die länger halten, ohne schwarz zu werden, Äpfel, die nicht verfaulen, wenn sie zu Boden fallen, Tomaten, die helfen, Bluthochdruck zu kontrollieren, oder Fisch ohne Gräten, wie eine Gruppe von Forschern gerade herausgefunden hat China. Dies ist ihnen bei der Karausche gelungen, einem wegen seines zarten Fleisches sehr beliebten Fisch, dessen kleine intramuskuläre Knochen jedoch im Hals stecken bleiben und die industrielle Verarbeitung erschweren können.
In Spanien führte ein Team durch Francisco Barro Losada, vom Institut für nachhaltige Landwirtschaft des CSIC, arbeitet an einem für Zöliakie-Patienten geeigneten Weizen. „Wir inaktivieren das Gen, das Gluten erzeugt; Das drückt sich in der Pflanze nicht aus und der Weizen, den sie produziert, ist für Zöliakie geeignet“, erklärt Barro Losada gegenüber ABC. Er stellt klar, dass dieser Weizen in Wirklichkeit nicht genetisch manipuliert wird, sondern eine Umgestaltung der Pflanze durchgeführt wird, die später das Getreide erzeugt. „Es ist derselbe Prozess, den die Menschheit in den letzten 10.000 Jahren durchgeführt hat; CRISPR ist nur eine feinere Kontrolle über all diese Entwicklungen.» Der Forscher besteht darauf, dass es ein Werkzeug ist, kein Zweck. «Das ist wie in der Medizin: Früher hat man mit der Säge operiert, jetzt mit dem Skalpell.»
Allerdings scheinen sich nicht alle Regierungen in diesem Punkt einig zu sein. Während in Japan oder den USA fast gleichzeitig mit neuen Fortschritten Gesetze erlassen werden, die diese Pflanzen und ihre Kommerzialisierung regulieren, ist die Europäische Union misstrauisch: Diese Art von Lebensmitteln, in denen CRISPR verwendet wird, wird in die Gruppe der gentechnisch veränderten ( in die gleiche Tüte wie die umstrittenen Transgene, obwohl beim „genetischen Kleber“ Gene nicht implantiert, sondern nur geschnitten werden) und ihr Anbau verboten ist. Obwohl nicht so seine Einfuhr aus anderen Ländern. „Wir können sie kaufen, aber nicht hier anpflanzen und die Produktion kontrollieren. Wir verpassen eine Riesenchance“, sagt Barro Losada, der seine Tests deshalb auf Plantagen in Südamerika durchführen muss. „Es macht keinen Sinn, weil es das Werkzeug der Zukunft sein wird: Es wird uns ermöglichen, Pflanzen zu züchten, die hitzebeständiger sind oder weniger Wasser benötigen, was im Zusammenhang mit dem Klimawandel von entscheidender Bedeutung ist. Menschen müssen ihre Angst vor Technik verlieren, sie soll helfen.
Patentkrieg
Bei all dem, was auf dem Spiel steht, ist es nicht verwunderlich, dass ein Krieg begonnen hat, um ein Patent zu kontrollieren, das enorme wirtschaftliche Vorteile bringen kann. Nach langem Rechtsstreit hat das US-Patent- und Markenamt (USPTO) die Erfindung vor wenigen Wochen zugeschrieben Feng Zhangein Neurowissenschaftler am Brad Institute of MIT, der CRISPR bei psychiatrischen Erkrankungen anwendet, ohne seine Schöpfer, Charpentier und Doudna, die die geistigen Eigentumsrechte für die Kommerzialisierung dieser Technologie und die Entscheidungsbefugnis verloren haben, wer sie verwenden wird, zumindest in den US-Rechtsstreitigkeiten scheint die Revolution unaufhaltsam: CRISPR ist hier, um zu bleiben.
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