Medizin: Lebende Waffen gegen Krebs und Bakterien

Die synthetische Biologie konstruiert Körperzellen bzw. Bakterien so um, dass sie Tumorzellen bzw. andere Bakterien attackieren. Ihre Ziele sind allerdings weiter gesteckt: Sie will völlig neues Leben bauen.

Symbolbild
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Zwei Wochen nach der experimentellen Leukämietherapie ging es dem 65-jährigen Patienten schlecht, er musste mit 39 Grad Fieber, schwerem Zittern und Durchfall ins Spital. Und David Porter, der Onkologe an der University of Pennsylvania, der die Therapie verabreicht hatte, erinnerte sich mit Sorge daran, dass ein Jahr zuvor bei einem ähnlichen Experiment an einer anderen Uni zwei Patienten verstorben waren. Aber dann konnten alle aufatmen: Die Symptome des Patienten waren Zeichen der Heilung, sein Körper musste auf einen Schlag ein Kilo getöteter Leukämiezellen abführen. Sie waren Opfer einer Attacke von Immunzellen des Patienten – T-Zellen –, die Porter so umkonstruiert hatte, dass sie ein Protein der Krebszellen erkennen und attackieren: CD19.
Für gewöhnlich tun T-Zellen das nicht, denn auch andere, gesunde Körperzellen tragen CD19: B-Zellen, auch sie gehören zum Immunsystem, produzieren Antikörper. Auch sie wurden attackiert, aber Antikörper kann man synthetisieren und spritzen. Damit lebt der Patient heute, von der Leukämie ist er geheilt, zwei weitere Testpatienten sind es auch (NEJM, 10. 8.).
Damit beginnt die nächste große Runde der Biomedizin. Die erste, Gentherapie, versprach Ende der 1980er-Jahre die Heilung vieler Leiden durch Reparatur kaputter Gene – sie konnte (fast) nichts einhalten. Der zweiten erging es kaum besser: Mitte der 1990er erschien eine Wunderwaffe gegen jeden Krebs: Aushungern durch Abschneiden von der Blutversorgung (Angiogenese-Inhibition) – die Erfolge sind bescheiden. Dann schwappte die dritte Welle hoch – embryonale Stammzellen als universeller Gewebe-Ersatz –, ihr Schicksal ist noch nicht entschieden.

 

Neubau der Schöpfung? Erst Umbau!

Zeitgleich mit ihr entwickelte sich die synthetische Biologie, die Leben konstruieren will, wie es die Natur selbst nicht kennt. Das reicht vom Bau ganz neuer Lebewesen aus synthetisierter DNA – mit denen etwa der „Genhexer“ Craig Venter die Welt vor dem Klimawandel retten und mit Energie versorgen will – bis zu den bescheideneren Umbauten wie denen von Potter.
Auch andere Forscher arbeiten an ähnlichen Waffen gegen Krebs, und nun tastet sich eine Gruppe um Matthew Chang (Singapur) auch in die Abwehr von Bakterien hinein. Die herkömmlichen Waffen, Antibiotika, sind weithin stumpf geworden, etwa gegen Pseudomonas aeruginosa, ein Bakterium, das vor allem in Spitälern gefürchtet ist. Es greift nicht nur Menschen an, sondern auch andere Stränge der eigenen Art, mit einem Gift, Pyozin. Das Gen dafür hat Chang in andere Bakterien eingebaut – E. coli –, er hat sie zugleich mit Detektoren für P. aeruginosa ausgestattet; sie messen dessen chemische Kommunikation. Und wenn ein Schwellenwert erreicht ist, kommt Neuerung Nr. 3 in Gang: Die Kolibakterien zerstören sich selbst und – durch das freigesetzte Pyozin – die Pseudomonas-Bakterien (Molecular Systems Biology, 7, S. 521).
Aber auch die hochfliegenderen Pläne kommen voran, zwar nicht die von Venter, der alles „from scratch“ bauen will. Aber die von anderen Forschern, die Bestehendes so umbauen wollen, dass mit neuen – von der Natur nicht verwendeten – Aminosäuren in der DNA ganz neue Proteine produziert werden. Das gelang bisher bei verschiedenen Einzellern; nun meldet Jason King (Cambridge) den ersten Erfolg bei Mehrzellern: Er hat im Körper des Fadenwurms Caenorhabditis elegans jede einzelne der tausend Zellen so verändert (Journal of the American Chemical Society, 8. 8.).

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