Forscherteam aus Salzburg und Freiburg präsentiert Sicherheits-Analyse für Gen-Editierungstherapien

Ein wegweisendes Medikament zur Genveränderung (Gen-Editierung), das auf der innovativen Genschere-Technologie CRISPR/Cas basiert, hat kürzlich eine bedeutende Zulassungsempfehlung erhalten. Der Ausschuss für neuartige Therapien der Europäischen Arzneimittelagentur EMA hat eine bedingte Zulassung für das Medikament Casgevy (Exagamglogene autotemcel) empfohlen. Es soll zur Behandlung von transfusionsabhängiger Beta-Thalassämie und schwerer Sichelzellkrankheit bei Patientinnen und Patienten ab zwölf Jahren eingesetzt werden. Am 09.02.2024 hat die EU-Kommission dieser Empfehlung zugestimmt und die bedingte Zulassung für Casgevy erteilt.

Vor diesem Hintergrund haben Forscherinnen und Forscher unter der Leitung von Priv.-Doz. Ulrich Koller (EB-Haus Austria, Universitätsklinik für Dermatologie und Allergologie, Universitätsklinikum Salzburg) und Prof. Toni Cathomen (Institut für Transfusionsmedizin und Gentherapie am Universitätsklinikum Freiburg) eine neue, sehr genaue Sicherheitsanalyse für Gen-Editierungstherapien vorgestellt.

CRISPR/Cas: Präzise Genveränderung für erbliche Krankheiten

CRISPR/Cas ist aktuell die vielversprechendste Methode, um schnell und präzise Informationen in unserem Erbgut, der DNA, zu verändern. Diese Technologie ermöglicht die gezielte Korrektur von Genmutationen, die Ursache für erbliche Krankheiten wie Epidermolysis bullosa (eine blasenbildende Hautkrankheit), Sichelzellanämie (eine Blutkrankheit) und zystische Fibrose (eine Stoffwechselstörung) sind. Forscherinnen und Forscher arbeiten im Labor daran, diese Krankheiten durch die Editierung des Erbguts zu behandeln.

Sicherheit im Fokus: Analyse unerwünschter Effekte

Es ist bekannt, dass CRISPR/Cas-Enzyme, die zur Gen-Editierung in Körperzellen eingeführt werden, auch unerwünschte Veränderungen in den Chromosomen – den Strukturen, die unser Erbgut tragen – verursachen können. Dabei können Off-Target-Effekte auftreten, bei denen ungewollte Veränderungen in anderen DNA Regionen entstehen. Zusätzlich besteht die Möglichkeit unerwünschter On-Target-Effekte, wenn das Cas-Enzym ungewollte Veränderungen in der Zielregion verursacht.

„Dual CAST“: Neue Methode zur Risikoanalyse

Um diese unerwünschten Wirkungen besser zu verstehen, hat die Forschungsgruppe um Prof. Toni Cathomen die Analysemethode mit dem Namen Dual CAST entwickelt. In Zusammenarbeit mit dem EB-Haus Austria wurde Dual CAST erstmals in einer Laborstudie getestet. Dabei wurden Hautzellen mit verschiedenen CRISPR/Cas-Enzymen behandelt, um gezielt eine bestimmte Veränderung in der DNA zu erreichen. Anschließend wurde das Erbgut auf mögliche unerwünschte Veränderungen mittels Dual CAST untersucht. Alle Strategien der Gen-Editierung führten zur gewünschten DNA Editierung. Zudem konnte nur bei einer der untersuchten Methoden, bei welcher Doppel-Nickase-Enzyme eingesetzt wurden, keine unerwünschten Veränderungen in den Chromosomen festgestellt werden.

Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass Doppel-Nickase-Ansätze eine effiziente Gen-Editierung ermöglichen und gleichzeitig unerwünschte Veränderungen minimieren. Obwohl Gen-Editierungs-Verfahren mittels CRISPR/Cas immer wirksamer und sicherer werden, ist eine genaue Risikoanalyse von entscheidender Bedeutung. Dual CAST ist ein vielversprechendes Werkzeug, das bei der Entwicklung von solchen Therapien unterstützen kann.

Epidermolysis bullosa (EB) zählt zu den seltenen Erkrankungen In Österreich leben rund 500 Menschen, in Europa rund 30.000 Menschen mit der Erkrankung Epidermolysis bullosa (EB). Betroffene werden als „Schmetterlingskinder“ bezeichnet, da ihre Haut so verletzlich wie die Flügel eines Schmetterlings ist. EB bewirkt, dass die Haut bei der kleinsten Berührung Blasen bildet oder sogar reißt. Aufgrund einer Genveränderung werden bestimmte Proteine fehlerhaft oder gar nicht ausgebildet, dadurch fehlt der Zusammenhalt der Hautschichten.

EB-Haus Austria: Für „Schmetterlingskinder“ ist das 2005 von der Patientenorganisation DEBRA Austria initiierte EB-Haus Austria am Salzburger Universitätsklinikum nicht mehr wegzudenken. Als Expertise Zentrum für Epidermolysis bullosa, stellt die Klinik mit den vier Einheiten Ambulanz, Forschung, Studienzentrum und Akademie nicht nur die medizinische Versorgung von „Schmetterlingskindern“ sicher, sie ist auch richtungsweisend in der patientenorientierten Forschung, in der erfolgreichen Abwicklung klinischer Studien und in der weltweiten Vernetzung von Expertise. Im Jahr 2017 wurde das EB-Haus Austria vom österreichischen Gesundheitsministerium zum ersten österreichischen Expertisezentrum für Genodermatosen mit Schwerpunkt EB designiert und ist Vollmitglied des Europäischen Referenz-Netzwerks für Hautkrankheiten (ERN-Skin).