Lebensstil, Infektionen und Umweltbelastungen – neben diesen Faktoren spielen bei vielen Erkrankungen bekanntlich auch Veranlagungen eine wichtige Rolle. In der medizinischen Grundlagenforschung gehen Wissenschaftler deshalb der Frage nach, welche Gene an bestimmten Krankheitsbildern beteiligt sind. Dazu werden relevante Erbanlagen durch genetische Verfahren gezielt bei Versuchstieren ausgeschaltet. Wie sich dies bei diesen sogenannten Knockout-Mutanten dann auswirkt, kann entscheidende Hinweise auf die Zusammenhänge liefern. Bei vielen Krankheiten tragen allerdings mehrere Gene zum Krankheitsbild bei. Deshalb sind viele Tierversuche nötig – jeweils eine Linie von Maus und Co dient dabei der Untersuchung nur einer Genfunktion.
An diesem Problem setzt nun das neuentwickelte Verfahren der Forschenden um António Santinha von der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich an. Durch die Methode, die sie nun präsentieren, lassen sich bei einem einzelnen Tier gleichzeitig Körperzellen mit jeweils unterschiedlichen Genveränderungen erzeugen. Die Effekte lassen sich dann durch molekulargenetische Methoden genauer untersuchen. Somit lassen sich in einem einzigen Experiment die Folgen vieler unterschiedlicher Genveränderungen auf einen Schlag erforschen. Die aktuellen Ergebnisse bauen dabei auf vorhergehenden Entwicklungen des Konzepts an Zellkulturen und Organoiden auf. Nun ist es dem Team erstmals geglückt, das Verfahren bei lebenden Tieren – Mäusen – erfolgreich anzuwenden.
Viren liefern Genscheren
Das System basiert dabei auf dem Einsatz der Genschere Crispr/Cas, die sich auf das Schneiden an ganz bestimmten genetischen Stellen programmieren lässt. Um dieses Werkzeug in die Körperzellen der Versuchstiere zu bringen, verwenden die Forschenden spezielle Viren als Lieferanten: Sie präparieren das sogenannte Adeno-assoziierte Virus (AA-Virus) dabei so, dass unterschiedliche Einheiten jeweils die Information zur Zerstörung eines einzelnen Ziel-Gens tragen. Eine Mischung dieser Viren wird dann den Versuchstieren injiziert. Für das System können spezielle Formen der AA-Virus genutzt werden, die bestimmte Zellen oder Organe des Körpers ansteuern, erklären die Wissenschaftler.
Für ihre Test-Studie wählten sie Nervenzellen des Gehirns. Im Fokus stand dabei die Untersuchung der Grundlagen einer Erbkrankheit, die als Mikrodeletionssyndrom 22q11 bezeichnet wird. Betroffene entwickeln unter anderem häufig Schizophrenie oder Autismus-Spektrum-Störungen. Bisher war bekannt, dass mehrere Gene zu dem Krankheitsbild beitragen, die in einer bestimmten Chromosomenregion liegen, die allerdings zahlreiche Erbanlagen umfasst. Deshalb blieb bisher unklar, welche der Gene welchen Anteil an der Krankheit haben.
