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HIV-Forschung Ein leuchtendes Beispiel

Genetisch veränderte Katzen, die immun gegen eine besondere Form von Aids sind, sollen den Weg zu einer neuartigen HIV-Therapie weisen.

22.11.2011 16:43
Marieke Degen
Bei UV-Licht leuchten die genveränderten Katzen grün auf. So wird kontrolliert, ob der Eingriff geklappt hat. Ein leuchtendesBeispiel Foto: Mayo Clinic

Sie sehen aus wie normale Hauskatzen, und sie verhalten sich wie normale Hauskatzen, berichtet Eric Poeschla. Die Tiere seien neugierig und verspielt, und sie würden ziemlich verwöhnt im Versuchstierhaus der Mayo Clinic in Rochester, Minnesota. „Auf den ersten Blick kann man sie wirklich nicht von anderen Katzen unterscheiden“, sagt der Molekularbiologe. Erst bei einer bestimmten Beleuchtung fällt der Unterschied auf: Die Katzen aus Rochester leuchten, wenn man sie unter eine UV-Lampe hält. Eric Poeschla und sein Team haben die Tiere genetisch manipuliert. Sie wollen die Katzen immun gegen Aids machen – und dabei langfristig auch eine Gentherapie für den Menschen entwickeln.

Die Weltgesundheitsorganisation schätzt, dass weltweit 34 Millionen Menschen mit dem HI-Virus infiziert sind und dass jedes Jahr zwei Millionen an Aids sterben. „Was aber kaum jemand weiß: Es gibt noch eine zweite Aids-Pandemie: bei Katzen“, sagt Eric Poeschla. Das feline Immundefizienz-Virus, kurz FIV, wütet in Katzenpopulationen auf der ganzen Welt: Hauskatzen sind genauso betroffen wie Luchse, Löwen und Leoparden.

In Deutschland ist etwa jede zwanzigste Katze FIV-positiv. Die Tiere stecken sich gegenseitig über Bissverletzungen an. Das Virus vermehrt sich unter anderem in den T-Helferzellen des Immunsystems – ähnlich wie HIV beim Menschen. Die Immunabwehr wird geschwächt, die meisten Tiere erkranken irgendwann an Katzen-Aids. Sie leiden an Lungenentzündungen, haben Pilzinfektionen im Maul und magern ab, bis sie schließlich sterben. Geheilt werden können sie nicht.

Transgene Katzen

Andere Tierarten, sagt Eric Poeschla, könnten sich aber gut gegen das FIV wehren: Rhesusaffen zum Beispiel. Sie verfügen über bestimmte Proteine in ihrem Körper, sogenannte Restriktionsfaktoren: „Dabei handelt es sich um eine Art schnelle Eingreiftruppe, die viele Viren unschädlich macht, bevor sie sich im Körper vermehren können“, erläutert Poeschla. Und einer dieser Restriktionsfaktoren, im Fachjargon TRIMCyp genannt, hält auch das Katzenvirus in Schach.

Eric Poeschla und seine Kollegen wollten Katzen ebenfalls immun gegen FIV machen. Und so schleusten sie kurzerhand das Rhesusaffen-Gen, das den Bauplan für TRIMCyp enthält, ins Katzenerbgut.

Die Forscher haben sich dazu die Eizelle einer Katze vorgenommen und zwei Gene in das Erbgut eingebaut: Das TRIMCyp-Gen vom Rhesusaffen, und – zur Kontrolle – ein Gen, durch das die Katzen unter UV-Licht grün leuchten. „Auf diese Weise können wir überprüfen, ob die Gene auch wirklich im Erbgut angekommen sind“, sagt Poeschla.

Anschließend wurden die Eizellen künstlich befruchtet und von Katzenleihmüttern ausgetragen. Vor drei Jahren ist die erste Generation transgener Katzen auf die Welt gekommen: Zwei Männchen und ein Weibchen. Zwei der Tiere haben inzwischen selbst Nachwuchs bekommen und die Zusatzgene weitervererbt. Insgesamt toben nun elf transgene Katzen durch das Versuchstierhaus der Mayo Clinic. Posechla: „Sie sind gesund und munter. Die Gene haben sich offenbar nicht auf ihr Wohlbefinden ausgewirkt.“

Ob die Tiere aber tatsächlich immun gegen FIV sind, können die Forscher noch nicht sagen. Dafür müssten sie die Katzen gezielt mit FIV infizieren. Und dieses Experiment will Poeschla erst wagen, wenn genug transgene Katzen gezüchtet sind – vielleicht im nächsten oder übernächsten Jahr.

Das Team hat aber bereits einzelne Zellen der Katzen im Labor getestet, darunter die T-Helferzellen, die bei der Erkrankung eine wichtige Rolle spielen. Die Zellen waren vor FIV geschützt. Poeschla wertet das als erstes Anzeichen dafür, dass der Restriktionsfaktor auch bei Katzen die gewünschte Wirkung entfaltet.

Die Erkenntnisse aus Minnesota sollen den Weg für eine neuartige Gentherapie für HIV-Patienten ebnen. Dabei gehe es natürlich nicht darum, transgene Menschen zu erschaffen, sagt Eric Poeschla. Aber man könne das Erbgut von Blutstammzellen verändern und sie auf diese Weise immun gegen HIV machen.

In der Fachwelt stößt Poeschlas Idee auf Interesse

Aus den Blutstammzellen wiederum gehen die Immunzellen hervor – darunter wären dann auch HIV-resistente T-Helferzellen. Diese würden nicht mehr von den Viren befallen und zerstört. Das Immunsystem könnte sich erholen; die älteren, infizierten Blutzellen würden bekämpft und letztendlich komplett verdrängt.

In der Fachwelt stößt Poeschlas Idee auf Interesse. „Eine Gentherapie gegen HIV ist zwar an sich nichts Neues“, sagt Christof von Kalle, der die Abteilung für Translationale Onkologie am Deutschen Krebsforschungszentrum in Heidelberg leitet. Weltweit tüftelten Wissenschaftler an gentechnischen Methoden, mit denen sie die T-Helferzellen gegen das Virus wappnen wollen; Christof von Kalle hat an mehreren Studien mit gearbeitet.

Doch viele dieser Ansätze seien theoretischer Natur: Die Forscher hätten eine Ahnung, wie die Veränderungen im Erbgut gegen das Virus wirken könnten. Doch sie könnten sich nie sicher sein, ob der gewünschte Effekt überhaupt eintritt oder ob es nicht zu unerwünschten Nebenwirkungen komme.

Anders der Ansatz aus den USA: „Die Forscher haben sich das Prinzip von der Natur abgeschaut“, sagt von Kalle. „Bei Primaten wirkt der Restriktionsfaktor hervorragend und sicher.“ Falls sich das biologische Prinzip von einer Tierart zur anderen übertragen lässt, funktioniert es vermutlich auch beim Menschen.

Für eine Gentherapie müssten Forscher noch nicht einmal auf das Rhesusaffen-Gen zurückgreifen: Die Baupläne für TRMCyp sind nämlich längst im menschlichen Erbgut vorhanden – verteilt auf zwei verschiedene Gene namens TRM5 und Cyp.

Ein Team vom University College London hat diese beiden Gene im Labor miteinander verschmolzen; herausgekommen ist eine menschliche Version von TRIMCyp. Erste Labortests waren vielversprechend: „In der Petrischale haben sich menschliche T-Zellen mit Hilfe von TRIMCyp erfolgreich gegen HI-Viren zur Wehr gesetzt“, berichtet der Studienleiter Greg Towers. Die Londoner gehen bislang auch nicht davon aus, dass es zu schweren Nebenwirkungen kommen würde. Dennoch: Der Ansatz steckt noch in den Kinderschuhen.

Dass es sich im Kampf gegen HIV lohnt, die Natur zu kopieren, zeigt auch der Fall eines Berliner Patienten. Ein HIV-positiver Mann war an Leukämie erkrankt und auf fremdes Knochenmark angewiesen. Seine Ärzte wählten einen ganz besonderen Spender: Er ist von Natur aus immun gegen HIV, wie einer von hundert Europäern. Auf der Oberfläche seiner T-Zellen fehlt ein bestimmtes Protein, sozusagen das Einfallstor für HI-Viren. Die Viren müssen draußenbleiben und können sich nicht vermehren.

Durch die Knochenmarkspende hat der Berliner Patient nicht nur seine Leukämie überwunden: Auch das HI-Virus ist aus seinem Körper verschwunden. Der Mann gilt heute als geheilt.

Der Berliner Patient wird wohl ein Einzelfall bleiben. Dass die Ärzte einen passenden Knochenmarkspender aufgespürt haben, der außerdem noch HIV-resistent ist, war ein Glücksfall. Kalifornische Ärzte arbeiten aber bereits an einer entsprechenden Gentherapie: Sie wollen die Blutstammzellen von HIV-Patienten genetisch derart verändern, dass die Baupläne für die HIV-Tore zerstört werden. Dem Virus wäre dann ein für alle Mal der Zutritt zu den T-Zellen verwehrt.

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