In den vergangenen Jahrzehnten hat sich die Gen- und Zelltherapie von einer Vision zur lebensrettenden Realität entwickelt. Aber was ist gemeint, wenn wir über Gen- und Zelltherapie sprechen?
Gene, Proteine und Zellen
Unsere Gene enthalten den “Bauplan” für unsere körperlichen Merkmale. Manche Merkmale wie z.B. die Blutgruppe werden ausschließlich von unseren Genen bestimmt, während andere von unseren Genen und unseren Umweltbedingungen beeinflusst werden (z.B. die Körpergröße, welche von der Genetik und Ernährungsweise abhängt). Der Mensch hat normalerweise zwei Kopien von jedem Gen, eins von jedem Elternteil . Unser Körper besteht aus Zellen, welche die kleinsten Bestandteile des Körpers darstellen.
Verschiedene Zellen erfüllen unterschiedliche Aufgaben. Jede menschliche Zelle enthält ein komplettes Set an DNA der jeweiligen Person. Allerdings sind, abhängig von der Funktion der jeweiligen Körperzelle, verschiedene Gene in unterschiedlichen Zellen und zu verschiedenen Zeiten aktiv. Während sich eine Zelle innerhalb eines Gewebes mehr und mehr spezialisiert, verringert sich die Anzahl der aktiven Gene.
Gene enthalten die Information für die Herstellung von Proteinen. Die Funktion und das Verhalten einer Zelle sind davon abhängig, welche Gene aktiv sind und welche Proteine somit hergestellt werden. Die Form eines Proteins steht in direkten Zusammenhang mit seiner biologischen Funktion. Eine Veränderung innerhalb eines Gens, die zu einer anderen Proteinform führt, wird Mutation genannt. Viele Mutationen sind harmlos; sie führen zur Herstellung eines Proteins, welches nur minimal vom ursprünglichen Protein abweicht und immer noch seine biologische Funktion erfüllen kann. Dies trägt zur natürlichen Vielfalt von uns Menschen bei. Manche Gene haben mehrere funktionsfähige Varianten (Allele), die zu verschiedenen körperlichen Merkmalen führen, wie z.B. Augenfarbe, Haarstruktur oder Blutgruppe.
Es gibt jedoch auch Mutationen, die negative Auswirkungen haben. Dies kann besonders dann der Fall sein, wenn ein notwendiges Protein entweder im Übermaß oder zu wenig produziert wird oder wenn das Protein gar falsch produziert wird und somit seine Funktion im Körper nicht mehr erfüllen kann. All dies kann zu Erkrankungen führen.
Gentherapie
Viele genetische Erkrankungen erfordern eine lebenslängliche Behandlung. Das Ziel einer Gentherapie ist es, genetisches Material, wie z.B. DNA zu verwenden, um die Erkrankungen auf grundlegender Ebene zu behandeln: das Gen, welches die Krankheit verursacht, wird dauerhaft verändert. Das bedeutet z.B. das Hinzufügen einer Kopie des „Wildtyps“ oder funktionsfähigen Gens, oder das Gen wird so verändert, dass es wieder das „Wildtyp-“, und somit funktionsfähige, Protein herstellt.
Das neue genetische Material wird mithilfe eines Vektors, z.B. eines modifizierten Virus, in die Zelle eingeschleust. Hier können Sie mehr über Vektoren, und wie sie genetisches Material übertragen, erfahren.
Die Gentherapie ist ein sehr komplexes Verfahren. Wissenschaftler müssen zuerst das spezifische Gen, welches die Krankheit verursacht ausfindig machen, um es dann gezielt zu manipulieren. Genauso wie es nicht nur eine Operationstechnik gibt, existiert auch nicht nur eine einzige Form der „Gentherapie“, die sich auf alle genetischen Erkrankungen anwenden lässt. Manche Erkrankungen entstehen aufgrund von mehreren Mutationen, was bedeutet, dass manche Subtypen der Erkrankung mithilfe von Gentherapie behandelt werden können, andere jedoch nicht.
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Zelltherapie
Bei der Zelltherapie werden Zellen verwendet, um bestimmte Krankheiten zu behandeln. Die Zelltherapie greift dabei auf zellulärer und nicht genetischer Ebene. Hierbei dienen häufig Stammzellen als Grundlage, da diese eine Vielfalt von unterschiedlichen Zelltypen produzieren können, welche wiederum dafür sorgen, dass das betroffene Gewebe repariert wird.
Körperzellen müssen regelmäßig ersetzt werden, jedoch haben manche Gewebearten, wie z.B. das Blut, einen besonders hohen Zellumsatz. Deshalb würde eine Transplantation von gesundem Gewebe nur eine temporäre Lösung darstellen. Wenn fehlerhafte Zellen erfolgreich durch gesunde Zellen ersetzt wurden, kann das geschädigte Gewebe wiederum mit neuem und gesundem Gewebe erneuert werden.
Die Zelltherapie kann mit patienteneigenen Zellen oder denen eines gesunden Spenders durchgeführt werden.
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Hybride Gen- und Zelltherapie
Manche Therapien verwenden eine Kombination aus Gen- und Zelltherapie. Geeignete Zellen werden dem Patienten entnommen und anschließend im Labor genetisch verändert. Die genetisch veränderten Zellen werden vermehrt und anschließend wieder dem Körper des Patienten zugeführt. Dies nennt man hybride Gen-Zell Therapie oder hybride Gen- und Zelltherapie.
Der hybride Ansatz überwindet einige Schwierigkeiten, die bei der getrennten Anwendung von entweder Gen- oder Zelltherapie auftreten. Durch die Verwendung patienteneigener Zellen muss kein passender Spender gefunden werden. Außerdem ist es technisch gesehen wesentlich einfacher die Zellen im Labor zu verändern statt im Körper des Patienten. Jedoch gilt auch hier wie bei der Gentherapie, dass diese Art von Behandlung derzeit nur für eine geringe Anzahl an Erkrankungen verwendet werden kann.
Wo werden ATMPs in der Gen-und Zelltherapie eingeordnet?
Arzneimittel für neuartige Therapien (Advanced Therapy Medicinal Products, ATMPs) sind Arzneimittel für den menschlichen Gebrauch, die auf Zellen, Genen oder Geweben basieren. ATMPs gehören zu einer Untergruppe der Gen- und Zelltherapien; nicht alle Gen- und Zelltherapien sind Arzneimittel oder entsprechen der rechtlichen Definition von ATMPs.
Hier diskutiert ATMP Schweden die verschiedenen Kategorien von ATMPs.
