Eine ständige Gefahr
lauert in Philipps Blut.
Irgendetwas stimmt nicht.
Irgendwas Schlimmes ist da.
Die Ärzte finden einen Gendefekt.
Da stellte sich heraus,
dass ich die Überträgerin bin.
Lange galten unsere Gene
als unser unabänderliches Schicksal.
Sie bestimmen, wie wir aussehen,
wer wir sind und was uns krank macht.
Heute steht die Medizin
vor einer Revolution.
Mächtige Werkzeuge
werden imstande sein,
unsere DNA zu verändern,
den Bauplan unseres Lebens.
Ich vergleiche es
mit dem Einzug der Chirurgie.
Die Genom-Chirurgie
wird eine ähnlich wichtige Rolle
wie die Chirurgie spielen.
Somit würden wir imstande sein,
die Fehler der Natur zu reparieren.
Wenn es sowas geben würde,
wäre es gut.
Ich denke, es wird so sein.
Wissenschaftler
finden immer mehr Gene,
aus denen unser Ich gebaut ist.
Lebenserwartung,
Intelligenz, Krankheiten.
Dieses Wissen
könnte missbraucht werden.
Wenn man sich vorstellt:
Jemand kommt auf die Idee,
seine Soldaten so zu verändern,
dass sie keine Angst mehr haben.
Solche Mutationen sind bekannt.
Können wir den Menschen bald umbauen?
Je nach Bedarf?
Der Geist ist längst aus der Flasche.
In China wurden
die ersten Designerbabys erschaffen.
Diese beiden Schweizer Genetiker
kreierten am Computer,
was lange Zeit als unmöglich galt.
Die 1. eigene Spezies.
Unsere Frage war:
Ist es möglich
mittels chemischer Methoden,
diese Gene nachzubauen?
Die Antwort lautet "Ja".
Der 1. komplett
künstlich erschaffene Organismus
ist nun da.
Ist das nur der Anfang?
Philipp ist 13 Jahre
und hat Hämophilie A.
Eine genetische Erkrankung.
Bekannt als "Bluterkrankheit".
Ohne Medikamente
wären Stürze lebensgefährlich.
Eine große Wunde,
und er könnte verbluten.
Seinem Körper fehlt ein Protein,
das das Blut gerinnen lässt.
Deshalb darf Philipp nicht
zu den anderen auf den Bolzplatz.
Zu gefährlich.
Wenn die sich nicht damit auskennen
und rabiater vorgehen,
kann es zu Verletzungen führen,
z.B. zu blauen Flecken.
Das ist eine innere Blutung.
Die kann auch in den Oberschenkel
und ins Knie fließen.
Und kann eine Schicht zerstören,
die die Gelenke beweglich macht,
was zu Steifheiten führen kann.
Das Problem von Philipp
steckt im Zellkern.
In jedem Kern unserer Körperzellen
lagert einmal die komplette DNA.
Für das menschliche Auge
sind die Basenpaare unsichtbar.
Dabei ist sie riesig.
Komplett ausgerollt wäre
die DNA einer Zelle fast 2 m lang.
Dieser Faden
ist in Stücke portioniert.
Chromosomen.
Die hat jeder doppelt:
vom Mutter und vom Vater.
Ist etwas kaputt, gibt es Ersatz.
Philipp hat Pech:
Sein Defekt liegt auf 23.
Was Jungs nur einmal komplett erben.
Deshalb ist Hämophilie A
ein fast ausschließlich
männliches Problem.
Frauen sind geschützt.
Durch das 2. X-Chromosom.
Doch wo kommt Philipps Krankheit her?
Hämophilie ist eine Erbkrankheit.
Sein Vater Sebastian ist gesund.
Auch seine Mutter Bianca
hat keine Symptome.
Bei Philipp bemerkten die Eltern,
als er in die Kita ging,
dass etwas nicht stimmt.
Als Einjähriger
bekam er leicht Hämatome,
die größer wurden
und nicht verheilten.
Kurz danach gab es den Sturzhelm.
Da hast du ihn schon.
Dann war das eskaliert.
Er hatte
das riesige Hämatom an der Stirn.
Ich bin ins nächste Krankenhaus.
Mit dem Gedanken:
Irgendetwas stimmt nicht.
Irgendetwas Schlimmes ist da.
Die haben Blut abgenommen
und haben gesehen,
dass da Werte verändert waren.
Und haben das
dann ins Genlabor geschickt,
um zu gucken,
welche Gerinnungsstörung vorliegt.
Die haben auch mich getestet.
Und da stellte sich heraus,
dass ich die Überträgerin bin.
Dass das bei uns in der Familie
schon vorgekommen ist.
Der Gendefekt.
Der Gendefekt.
Bis jetzt ist Philipps Krankheit
nicht heilbar.
Ist sein Schicksal besiegelt,
weil es in seiner DNA steckt?
Wie jede Erbkrankheit?
In Dresden
passiert gerade etwas Revolutionäres,
das das ändern könnte.
Und bei Menschen mit Gendefekt
Hoffnungen weckt.
In diesem Labor
arbeitet ein Wissenschaftlerteam
mit menschlichen Zellen.
Sie dringen in Zellkerne ein
und schneiden DNA.
Der Leiter ist der Molekularbiologe
Frank Buchholz.
Ihr bislang größter Erfolg:
Sie heilten
mit ihren Genwerkzeugen HIV.
In Zellen und im Tiermodell.
Eine HIV-Infektion rückgängig
und damit heilbar zu machen,
ist das Projekt,
das am weitesten
fortgeschritten ist.
Wir hoffen,
dass wir 2020 behandeln können.
Forschungen, die Hoffnung machen.
Auch Menschen mit Erbkrankheiten.
Wenn man die genetische Veränderung,
die die Krankheit auslöst, kennt,
und eine Strategie entwickelt,
wie man sie rückgängig macht,
ist es prinzipiell möglich,
genetische Erkrankungen zu heilen.
Können wir bald jeden DNA-Defekt
identifizieren und reparieren?
Frank Buchholz
ist überzeugt von seiner Mission.
Sein aktuelles Projekt:
Er will den DNA-Defekt reparieren,
der Hämophilie A verursacht.
An der Philipp leidet.
Seine Zellen
können ein Protein nicht bilden,
dass sie zur Blutgerinnung brauchen.
Seine DNA ist verdreht
an der hierfür wichtigen Stelle.
Da sieht man hier,
dass dieses Stück der DNA
umgedreht ist.
Und dass der Anfang des Gens
in die falsche Richtung schaut.
So funktioniert die Produktion
von allen Proteinen.
Dass die DNA sie dafür codiert.
Aber dadurch,
dass das Gen rumgedreht ist,
läuft die ins Leere.
Das ist falsch herum.
Das Stück
guckt in die falsche Richtung.
Man muss es
in die richtige Richtung drehen.
Ein Stück DNA schneiden,
drehen und richtig einbauen.
Ein hochkomplexer Vorgang.
Das Buchholz-Team
forscht mit menschlichen Zellen.
Die sind bei -200°C
in flüssigem Stickstoff
tiefgefroren.
Ein an Hämophilie A
erkrankter Junge spendete sie.
Aus seinen Blutzellen gewannen
die Wissenschaftler Stammzellen.
Die sind pluripotent.
Das heißt:
Nach dem Auftauen
kann man sie programmieren.
Zu jeder beliebigen Körperzelle.
Das Labor versuchte,
Herzmuskel-Zellen herzustellen.
Jetzt wird sich zeigen,
ob die Zellen,
die Kardiomyozyten,
die Prozedur überstanden haben.
Das sind die Kardiomyozyten
mit dem Patientenhintergrund.
Ja.
Man sieht, dass die hier schlagen.
Ja, die bewegen sich.
In jeder dieser Zellen
steckt der gleiche Gendefekt.
Den müssen sie finden.
In der fast 2 m langen DNA.
Den Bruchteil eines Millimeters.
Das ist eine Grundvoraussetzung:
die Sequenzierung
des menschlichen Genoms,
wo man das einsetzen kann.
Das ist eine Voraussetzung,
damit man weiß:
Wo ist die Sequenz,
die ich schneiden müsste?
Wie ist die Abfolge der Basenpaare?
Die DNA besteht nur aus 4 Bausteinen.
Aus den Basen G, T, A und C,
die Paare bilden
und sich wiederholen.
Milliardenfach.
Würde man alle Buchstaben ausdrucken,
könnte man
einen Turm aus Büchern stapeln,
so hoch wie das Brandenburger Tor.
Fast 15 Jahre
brauchten Wissenschaftler,
um das menschliche Genom
zu entschlüsseln.
In Buchstaben zu übersetzen.
Heute dauert das nur einen Tag.
Der Text ist extrem langweilig.
Die DNA stimmt
bei allen Menschen zu 99% überein.
Nur 1% variiert.
Es bestimmt, wie wir aussehen,
welche Krankheiten in uns stecken.
Doch wo ist dieses Prozent?
Einen Text zu lesen:
Das bedeutet noch lange nicht,
ihn zu verstehen.
Ein Schlüssel
zum Verständnis der DNA liegt hier.
Island, die Insel im Nordatlantik,
ist ein Eldorado
für Schürfer nach Genvarianten
und möglichen Auswirkungen
auf den Menschen.
Das Besondere:
Die Bevölkerung
lebt seit Jahrhunderten
nahezu isoliert.
Der Genpool ist überschaubar.
Hier forscht Islensk Erfdagreining.
Bekannt auch unter dem Label:
"Decode Genetics",
also "Entschlüssele die Gene".
Der Gründer der Firma
ist Kari Stefansson.
Einer der weltweit
einflussreichsten Genforscher.
Er forschte lange in Amerika,
war Professor für Neurologie
in Harvard.
Als das Genom entschlüsselt wurde,
erkannte er das Potenzial
seiner Heimat und kehrte zurück.
Auch aus persönlichen Gründen.
In seiner Familie
gibt es Schizophrenie.
Die Ursache ist bislang unbekannt.
Es war unheimlich schmerzhaft
für mich zu sehen,
wie mein Bruder krank wurde.
Er verschwand
auf gewisse Weise in ein Stadium,
in dem seine Gedanken und Gefühle
sich komplett verwirrten.
Das hat sehr weh getan.
Mein Bruder und seine Geschichte
waren eine meiner Hauptmotivationen,
zu forschen.
Kari Stefanssons Firma
sucht nach den genetischen Ursachen
für schwere Krankheiten.
Auch für Krebs oder Alzheimer.
Treten Symptome auf
und zugleich eine Genmutation,
ist ein Krankheitsgen entdeckt.
In diesem Eisschrank
lagert das Blut der Isländer.
Ihre DNA-Proben sind ein Schatz.
Ein US-Unternehmen
zahlte für die Nutzung
fast eine halbe Milliarde Dollar.
Wertvoll ist das Blut
aus einem Grund:
Die heutigen Isländer
stammen von wenigen Vorfahren ab.
Mutationen lassen sich
immer wieder finden
und vergleichen.
Eine Mutation,
die es nur bei einem Vorfahren gab,
kommt heute ziemlich häufig vor
in der isländischen Bevölkerung.
Wenn es also darum geht,
eine seltene Mutation zu entdecken,
dann sind die Isländer
dafür gut geeignet.
Wie auch unsere Ergebnisse zeigen.
Wir haben
genauso viele Mutationen entdeckt,
die Krankheiten auslösen,
wie der Rest der Welt zusammen.
Über die Hälfte der heutigen Isländer
ließ Stefansson erfassen.
Und die Generationen davor.
Menschen, die längst verstorben sind.
Fast 1 Mio.
hat er in seiner Datenbank.
Nachfahren der Wikinger und Kelten,
die jahrhundertelang
hier siedelten.
Ihren Gencode
nahmen sie zwar mit ins Grab.
Aber nicht,
mit wem sie verwandt sind,
wer von wem abstammt.
In Island existieren gut erhaltene
Kirchenbücher und Chroniken,
die bis zu den ersten Siedlern
vor über 1,000 Jahren zurückreichen.
Die Stammbäume verknüpft man
mit Genen heutiger Isländer.
Treten die gleichen Mutationen
bei verschiedenen Erkrankten auf,
sind sie verwandt.
Wer war der gemeinsame Vorfahr?
War er der Ursprung der Mutation?
Aus dem Erbe der Wikinger lernen,
für die Gesundheit von morgen.
Diesen Weg müssen wir gehen,
um das Gesundheitssystem
besser und billiger zu machen.
Wir wollen verstehen,
warum ein Individuum einer Gruppe
erkrankt und warum nicht.
Durch genetische Untersuchungen
bekommen wir eine Präzisionsmedizin.
In Zukunft werden wir
nicht nur eine Krankheit behandeln,
sondern unsere Medizin an das Profil
eines Patienten anpassen,
der diese Krankheit hat.
Die Datensammlung
über diese Vorfahren
heißt "Islendingabok",
"Buch der Isländer".
Auch Stefansson hat einen Stammbaum.
In seiner Familie
waren Journalisten, Dichter
und, fast 1,000 Jahre zurück,
ein Wikinger-Herrscher.
Egil Skallagrimsson.
Berühmt für seine Dichtkunst.
Berüchtigt
für seinen brutalen Jähzorn.
Als Kind soll er einen Spielkameraden
mit der Axt erschlagen haben.
War er schizophren?
In Familien,
in der Schizophrenie vorkommt,
entdeckten sie eine Genmutation,
die das Krankheitsrisiko erhöht.
Jeder 10. Mutationsträger erkrankt,
so wie Kari Stefanssons Bruder.
Doch auch übrige Familienmitglieder
ticken anders als der Durchschnitt.
Wir haben Mitglieder
von Künstlerverbänden untersucht.
Schriftsteller, Maler, Komponisten.
Wir konnten nachweisen,
dass sie ein höheres Risiko
für Schizophrenie
in ihren Genen tragen
als die Normalbevölkerung.
Wir konnten also zeigen,
dass Schizophrenie und Kreativität
biologisch viel gemeinsam haben.
Kreative Eigenschaften
wie das Talent, zu komponieren,
sind teuer erkauft.
Für geniale Musik wie von Bach,
Mozart oder Beethoven
zahlt ca. 1% der Bevölkerung
einen hohen Preis.
Mutationen sind Kopierfehler.
Sie sind weder gut noch schlecht.
Die DNA ist wie eine Bibliothek,
die sich seit Millionen Jahren
mit Mutationen füllt.
Von Generation zu Generation
treiben sie die Evolution voran.
Zufällige Veränderungen, die bei der
Zellteilung ständig auftreten.
Manche dieser Fehler
sind vorteilhaft.
Wie der, der dazu führte, dass der
Mensch ein 3-mal so großes Gehirn hat
wie sein nächster Verwandter,
der Schimpanse.
Andere Mutationen machen krank.
Zurück in Deutschland.
Auch in Leipzig wird nach Mutationen
im Erbgut geschürft.
Nach solchen, die mit verantwortlich
sind für Volkskrankheiten
wie Diabetes
oder Herz-Kreislauf-Erkrankungen.
Ähnlich wie in Island
gibt es auch hier eine Biobank.
Einer der Bankdirektoren
ist Markus Löffler.
Der Epidemiologe
ist im Vorstand der Nako.
Das ist die größte und teuerste
deutsche Gesundheitsstudie,
an der 200,000 Deutsche
freiwillig teilnehmen.
Ein Teil davon sind Leipziger,
zufällig ausgewählt
über das Einwohnermeldeamt.
Deren DNA-Proben
lagern hier bei -80°C.
Gewissermaßen als Backup.
Die Hauptbiobank der Nako
sitzt in München.
In hausgroßen Tanks
lagern hier Bioproben
aus allen Teilen Deutschlands.
Blut, Speichel, Urin.
Alles tiefgefroren.
Ein Megaprojekt.
Was wir jetzt erleben,
ist eine Revolution der Messbarkeit.
Durch die neuen Verfahren,
die Gene zu messen,
immer billiger werdend,
immer schneller werdend.
Der Umfang des Messbaren
erhöht sich.
Dabei nimmt die Nako nicht nur Blut
für spätere Erbgutanalysen.
Ebenso wichtig sind Messungen
des Körperumfangs
und des Herzkreislaufsystems.
Das wird ca. alle 5 Jahre wiederholt.
Eine Langzeitbeobachtung,
bei der auch sämtliche
Krankenkassendaten abgefragt werden.
Bis Probanden irgendwann erkranken.
Was sind die 1. Anzeichen?
Welcher Lebensstil
wirkt sich wie aus?
Welche Erbanlagen
bieten Schutz oder sind ein Nachteil?
Da sind dann 100 Gene im Spiel.
Die machen alle
ein ganz kleines bisschen.
Also erhöhen
oder auch vermindern können.
Und dann glaube ich,
wird es relevant sein,
mit einem solchen Wissen den
Lebensstil erstmal zu überdenken.
Werden wir in Zukunft
unser Genprofil kennen
und unser Leben
entsprechend anpassen?
Höchstwahrscheinlich.
Nur bei schwerwiegenden genetischen
Krankheiten wie Hämophilie A
ist es mit einer Anpassung
des Lebensstils nicht getan.
Philipps Zellen können das Protein
zur Blutgerinnung nicht bilden,
weil seine DNA eine Mutation hat.
Eine Verletzung
bedeutet Lebensgefahr.
Deshalb muss sich Philipp das Protein
2-mal die Woche spritzen,
den sogenannten Faktor 8.
Seit seinem 1. Lebensjahr
immer wieder Injektionen.
Nee, das tut nicht mehr weh.
Das ist nämlich schon so vernarbt,
weil wir schon seit Jahren
auf die gleiche Stelle spritzen.
Eigentlich nicht gut.
Aber ich habe nicht so gute Venen,
dass man eine andere Vene
belasten könnte.
Dabei profitiert Philipp schon heute
von der modernen Genforschung.
Als kleines Kind
bekam er noch Proteine gespritzt,
die aus Blutplasma stammen,
das Menschen gespendet hatten.
Mit dem Risiko, sich dadurch mit
Hepatitis oder HIV zu infizieren.
Seit 4 Jahren hat er ein neues, ein
sogenanntes rekombinantes Medikament.
Das ist eine Entwicklung
aus dem Genlabor.
Es ist viel wirksamer
und hält länger als die alten
Präparate aus Blutplasma.
Das bedeutet für Philipp
eine Spritze weniger in der Woche
und vor allem mehr Sicherheit.
Das ist eine super Erleichterung
für uns.
Man hat die Gefahr nicht mehr,
dass die Kinder
Hepatitis oder HIV bekommen.
Das wurde auch immer
regelmäßig kontrolliert.
Bei den Arztbesuchen in Berlin.
Da wird regelmäßig Blut abgenommen,
ob da Infektionen auftreten.
Die Gefahr
haben wir jetzt nicht mehr.
Um ein normales Leben
führen zu können,
wird sich Philip ein Leben lang
spritzen müssen.
Angst vor Wunden muss er keine haben,
so lange der Wirkstoff
in seinem Körper ist.
Irgendwann bauen sich die Proteine
allerdings wieder ab,
müssen ersetzt werden.
Geheilt wäre Philip erst,
wenn seine Zellen
den Gerinnungsfaktor
eigenständig herstellen würden:
Das hieße, eine Gentherapie machen.
Noch gibt es sie nicht.
Doch ein neues Gen-Werkzeug
könnte das lange Unvorstellbare
bald möglich machen:
Dass wir unsere eigene DNA verändern.
Die Genschere Crispr/Cas ist die
Sensation unter Molekularbiologen.
Abgeguckt ist sie von Bakterien,
die damit Viren abwehren
und deren DNA zerstören.
Das Werkzeug besteht aus 2 Teilen.
Cas ist ein besonderes Eiweiß.
So stark, dass es einen DNA-Strang,
eine sehr stabile Struktur,
einfach komplett zerschneiden kann.
Die Frage ist nur wo?
Dafür ist Crispr da.
Der Zielcode, der Cas genau
den Bereich der DNA zeigt,
den Cas schneiden soll.
So schnell wie heute ließ sich
noch nie das Erbgut verändern.
Das Geniale: Crispr Cas
lässt sich einfach programmieren.
Den Crispr-Code können Labore
bei Spezialfirmen bestellen.
Das ist schon sensationell,
weil es so einfach ist.
Das kann eigentlich jeder, der ein
wenig trainiert ist, einsetzen.
Das ist so einfach, dass das massiv
und sofort in Labore Einzug hielt.
Weil es jeder anwenden kann,
der molekularbiologisch arbeitet.
Wer mit der Schere arbeitet,
lässt sich kaum kontrollieren.
Wie in jeder bahnbrechenden
neuen Technologie
stecken in Crispr/Cas
Chancen und Risiken.
Prof. Buchholz setzt die Schere nur
für Experimente in Zellkulturen ein.
Um Therapien für Menschen
zu entwickeln,
ist Crispr/Cas für ihn Tabu.
Das sind Scheren,
die schneiden die DNA.
Dann muss dieser Schnitt ja
irgendwie wieder repariert werden.
Und das kann die Zelle auch.
Unsere Zellen sind ständig
DNA-Schädigungen ausgesetzt.
Durch UV-Strahlungen usw.
Das passiert schon mal,
dass eine DNA ganz natürlich
einen Schnitt erlebt.
Dann hat die Zelle Mechanismen,
wie sie das reparieren kann.
Allerdings treten dabei
häufig Fehler auf.
Das ist für therapeutische Einsätze
nicht die beste Voraussetzung.
Für therapeutische Eingriffe
nutzt das Buchholz-Team nicht Crispr,
sondern sogenannte Rekombinasen.
Das sind Eiweiße,
die ebenfalls in der Lage sind,
DNA an einer bestimmten Stelle
zu schneiden.
Buchholz hat sie als Erster
so verändert,
dass man damit auch menschliche DNA
schneiden kann.
Der Vorteil der Rekombinasen:
Sie zerschneiden nicht nur,
sie fügen auch wieder zusammen.
Sie rekombinieren.
Die bringen gleichzeitig
den Kleber mit.
Sie können damit präzise
die Enden wieder zusammenkleben.
Sie brauchen also diese zelleigenen
Reparaturmechanismen nicht.
Deshalb ist das besser vorhersagbar,
wie die DNA-Veränderung
im Nachhinein aussieht.
Das ist der Vorteil
von den Rekombinasen.
Der Nachteil:
Rekombinasen lassen sich nicht
mit einem Code programmieren
wie Crispr/Cas.
An welcher Stelle der DNA
die Rekombinase schneiden soll,
müssen die Wissenschaftler
ihr mühsam beibringen.
Das geht nicht über Nacht,
sondern dauert Jahre.
Felix Lansing
ist Doktorand im Buchholz-Labor.
Er ist so etwas wie ein Züchter.
Nur züchtet er keine Tiere
oder Pflanzen, sondern Rekombinasen.
Er will die Proteine dazu bringen,
dass sie am Ende
menschliche DNA
an einer bestimmten Stelle schneiden.
Ich nehme jetzt mal das Beispiel
von einem Hund.
Wenn man einen Schäferhund hat
und Richtung Chihuahua gehen will.
Das geht nicht
innerhalb von einer Generation.
Man muss mehrere Züchtungsschritte
machen,
um langsam
zu dem kleineren Hund zu kommen.
Genauso machen wir es mit Proteinen.
Die Rekombinase ist ein Protein,
das eine bestimmte Eigenschaft hat.
Wir wollen eine andere Eigenschaft.
Wir können Schritt für Schritt das
ursprüngliche Protein dazu bringen,
eine neue Funktion zu übernehmen.
Die Rekombinasen
züchtet Felix in Colibakterien.
Sie vermehren sich schnell
und verändern ihre Eigenschaften
von Generation zu Generation.
Felix testet jeden Tag
und wählt die Nachkommen aus,
die die besten Proteine produzieren.
Gerichtete Evolution nennen die
Wissenschaftler ihre Protein-Zucht.
Von der Basis her
kommen wir aus der Natur.
Das Protein wurde dort entdeckt.
Es wird auch sehr viel in der
Grundlagenforschung benutzt.
Professor Buchholz hat schon in
jungen Jahren das Protein benutzt,
um das therapeutisch anzuwenden.
Die Methode der gerichteten
Evolution hat er entwickelt.
Die Methode ist revolutionär.
Mit ihr könnten die Leberzellen
von Hämophilie-Patienten
umprogrammiert werden.
Sie wären geheilt.
Der Gendefekt allerdings
verschwindet nicht komplett.
Er würde trotzdem noch weitervererbt.
Nur in der Keimbahn
ließe er sich für immer reparieren,
also in den Zellen,
aus denen ein Embryo wächst.
Kompliziert ist es eigentlich nicht.
Man muss halt diese Veränderung
in den Keimzellen vornehmen.
Nicht in den Leberzellen z.B.
Man müsste dann tatsächlich
in den Keimzellen
diese genetische Veränderung
durchführen.
Komplizierter
ist das im Prinzip erst mal nicht.
Noch ist jeder Eingriff
in die Keimbahn verboten.
Wegen der Risiken.
Jeder Eingriff, auch jeder Fehler,
würde weiter vererbt an alle
nachfolgenden Generationen.
In China ist das passiert.
Die ersten Designerbabys,
genetisch immun gemacht gegen HIV.
Während
einer künstlichen Befruchtung.
Kinderwunsch-Zentrum Dresden.
Hans-Jürgen Held erfüllt seit über
40 Jahren Kinderwünsche.
In dieser Zeit
kamen immer wieder neue Verfahren,
die die Chancen
auf ein Baby verbessern.
Ob man in Zukunft auch Fehler
an der DNA reparieren wird?
Grundsätzlich sind die Eingriffe
in die Keimbahn im Moment verboten.
Durch das Embryonenschutzgesetz
in Deutschland.
Inwieweit man dort später
eingreifen kann, müsste man sehen.
Das ist alles noch in einem Stadium,
wo man es noch nicht
klinisch verkaufen kann.
Oder überhaupt dem Menschen
empfehlen kann.
Aber grundsätzlich werden wir eine
Revolution in dem Bereich erleben.
Revolutionen
in der Reproduktionsmedizin
gab es schon früher.
Eve und Chris Beyer aus Dresden
verdanken diesen ihre Tochter Lilou.
Vor 3 Jahren ist sie mit Hilfe
der Kinderwunschpraxis entstanden.
Eines von fast 14,000 Kindern,
die ohne Hans-Jürgen Held
und sein Team nicht da wären.
Ja, als es geklappt hat, das war ein
unbeschreibliches Gefühl.
Das ist ungefähr genauso
wie die Geburt.
Das ist ein unbeschreibliches
Gefühl,
das man nicht in Worte fassen kann.
Es ist natürlich
eine riesengroße Freude.
Natürlich auch mit ein bisschen
Angst, wie es jetzt weitergeht.
Ob es auch weiterhin so gut läuft.
Lilou ist in diesen Räumen
entstanden.
Auf natürlichem Wege
hatte es 2 Jahre nicht geklappt.
Dr. Held entnahm der Mutter
mehrere Eizellen.
Auch einzelne Spermien von Chris
wählten die Spezialisten aus.
Dieses Verfahren heißt ICSI,
die Injektion einer Samenzelle
in die Eizelle.
Eine Methode,
die früher hoch umstritten war.
Als die 1. Behandlungen erfolgten,
wo wegen schlechter Spermienbefunde
ein Spermium
in die Eizelle eingespritzt wurde.
Da hat man auch erst mal die Hände
über dem Kopf zusammengeschlagen:
Um Gottes willen, wir dringen mit
einer Nadel in die Zelle ein.
Was machen wir da kaputt.
Und dann hinterher hat man gemerkt:
Wenn wir es richtig machen,
machen wir nichts kaputt.
Und die eigentliche Selektion,
ob der Embryo lebensfähig ist,
passiert sowieso erst hinterher.
Nämlich, wenn sich die 2 DNA-Ketten
miteinander vereinigt haben.
Die Injektion
ist nicht die Befruchtung.
Das macht die Natur
nach der Prozedur selbst.
Könnte zu dem Zeitpunkt der
Genchirurg das Erbgut gut verändern?
Vorstellbar wäre es bei einer
ganz frühen befruchteten Zelle.
Aber ich denke, das ist im Moment
noch wirklich Zukunftsmusik.
Und man sollte sich davor hüten,
da auch zu früh
irgendwelche Hoffnungen zu wecken.
Die Zellkerne haben sich schon
vereint, die Zellteilung beginnt.
Würde man jetzt die DNA ändern,
würde das an alle nachfolgenden
Generationen weitergegeben.
Die Embryonen reifen in einem
Inkubator wie in einer Gebärmutter.
Bis zu 5 Tage beobachten die Ärzte,
ob sich ein Embryo normal entwickelt
zur sogenannten Blastocyste.
Da kriegt sie jetzt 2 Blastocysten.
Da kann sie glücklich sein.
Dann hat sie eine ganz
manifeste Chance, dass das was wird.
Die Embryonen,
die wir hier übertragen,
die können wir genetisch
nicht untersuchen.
Es ist nur so, dass sich eine
gewisse Selektion bei den Embryonen
schon in den ersten 5 Tagen
abspielt.
Man kann schon sagen,
die, die den Tag 5 erreichen,
haben schon eine größere Chance.
Aber wir können keine Garantie
geben,
dass die Schwangerschaftsrate
dadurch 100% wird.
Und wir können nicht zu 100% sagen,
das Kind wird gesund.
Die behandelten Eizellen,
die überzählig sind,
frieren die Ärzte
auf Wunsch der Eltern ein.
Sie können im flüssigen Stickstoff
viele Jahre überdauern.
Bei -200°C stoppen die Zellen
ihren gesamten Stoffwechsel.
Nach dem Auftauen
kehren alle Vitalfunktionen zurück.
Die Embryos können eingesetzt werden,
falls die Eltern sich irgendwann
ein Geschwisterkind wünschen.
Der Embryo,
der später Lilou heißen sollte,
entwickelte sich prächtig
im Inkubator.
Er wurde von Dr. Held
erfolgreich eingepflanzt.
Die Schwangerschaft jedoch
war alles andere als einfach.
Bei der Feindiagnostik
wurde eine verdickte Nackenfalte
bei Lilou gemessen:
Verdacht auf Trisomie
und offenen Rücken.
Erst eine Fruchtwasserpunktion
bei der Schwangeren Eve ergab:
Keine Chromosomenfehler.
Falscher Alarm.
Du kleine Pflaume, du.
Eins, zwei, drei.
3 Jahre.
Lilou wurde viel operiert.
Am Fuß, der Hüfte.
Dazu ein deformierter Wirbel.
Alles, obwohl sie genetisch
unauffällig ist.
Da wurde bis heute nichts gefunden.
Bis jetzt konnten die uns leider
nicht sagen,
warum, weshalb, wieso das alles
gekommen ist, wie es ist.
Ja, da haben wir mehrere Tests
sogar gemacht.
Eve hat versucht,
ein 2. Mal schwanger zu werden.
Mit einer Eizelle
aus dem Gefrierschrank.
Doch der Embryo
nistete sich nicht ein.
Die Rate von Fehlgeburten ist bei
künstlicher Befruchtung erhöht.
Auch Missbildungen
gibt es etwas häufiger.
Die Ursachen dafür
sind nicht eindeutig geklärt.
Auch sogenannte Designer-Babys
hätten diese Risiken.
Denn der Eingriff in die DNA
wäre nur im Rahmen einer
künstlichen Befruchtung möglich.
Wenn wir ein Designer-Baby kreieren
könnten, wüssten wir noch nicht,
ob die Frau in der Schwangerschaft
eine Rötelninfektion kriegt.
Oder eine Listeriose oder eine
Toxoplasmose oder irgendwas.
Etwas, was dann überhaupt nichts mit
dem Designerbaby zu tun hat.
Da kann es auch sein,
dass die Ohren oder der Gehörgang
nicht angelegt sind.
Das Entstehen von Leben ist komplex
und kaum zu kontrollieren.
Selbst wie die DNA funktioniert,
hat die Wissenschaft
nicht 100-prozentig verstanden.
Unsere DNA ist ein Zufallsprodukt.
Aus dem Erbgut
unserer Eltern und Großeltern.
Ein- und derselbe Code kann
verschiedene Merkmale ausprägen.
Etwa eine Krankheit auslösen
oder auch nicht.
Warum?
Zufall, Interaktion mit anderen Genen
oder einfach die Umwelt?
Für Genetiker
steckt die DNA trotz aller Analysen
immer noch voller Rätsel.
Die DNA ist kein eindeutiger Bauplan.
Bekannt ist das auch durch Zwillinge.
Eineiige Zwillinge
haben eine identische DNA.
Trotzdem
gibt es viele kleine Unterschiede.
Die Zwillinge Beat und Matthias
Christen sind Wissenschaftler.
Sie haben etwas Einmaliges vor:
Sie wollen eine künstliche DNA
schaffen
und damit selbst Leben erzeugen.
Hier in der Schweiz,
gut 100 m über dem Zürichsee.
In der Eidgenössischen Technischen
Hochschule, kurz ETH Zürich.
Beat ist der,
der meist das Wort ergreift.
Er ist Biologe
und mittlerweile Professor
für experimentelle Systembiologie.
Sein Bruder Matthias im blauen Hemd
ist promovierter Chemiker.
Er hat in Amerika gearbeitet
und auch als Chemielehrer
in einem Schweizer Gymnasium.
Bis ihn sein Bruder überredet hat,
in seiner Arbeitsgruppe Christen
mitzuarbeiten.
Man hat das gleiche Genom.
Man hat sehr ähnliche
Verhaltensweisen.
Aber es gibt eben auch
die Komplementarität.
D.h., jeder hat auch seine eigenen
individuellen Stärken.
Bei Beat
ist eine Stärke die Kreativität.
Dass er ein unglaublich großes
Spektrum an Kreativität hat,
um Lösungen zu suchen.
Bei Matthias ist eine Hauptstärke:
ein zielgerichteter Realismus.
Was benötigt man,
um in ganz kurzer Zeit,
eine große Herausforderung
umzusetzen.
Das Projekt, an dem die Zwillinge
arbeiten, könnte unser Verständnis
von der DNA und vom Entstehen
des Lebens revolutionieren.
Sie wollen eine eigene DNA
herstellen.
Sie wollen damit
eine verbesserte Kopie
eines unserer kleinsten Verwandten
erschaffen:
ein Einzeller,
der hier im Zürichsee lebt.
Caulobacter.
Das ist ein weit verbreitetes
Süßwasserbakterium mit einer DNA,
die im Prinzip wie unsere aufgebaut
ist, nur viel kürzer und einfacher.
Man muss sich vorstellen,
ein Bakterien-Genom
ist relativ komplex aufgebaut.
Es besteht aus über 1,000 Genen.
Das sind die Instruktionen,
die die Zelle benötigt, um zu leben.
Unsere Fragestellung war:
Ist es möglich mittels chemischen
Methoden, diese Gene nachzubauen.
Und durch den Nachbau:
Ist es möglich, sich zu fragen,
haben wir das biologische Wissen,
das wir über einen Organismus haben,
haben wir das komplett verstanden.
Die Brüder haben verstanden
und es tatsächlich getan,
Caulobacter genetisch nachgebaut.
Nicht nur kopiert,
sondern es neu designt.
Das natürliche Bakterium
hat 4,000 Gene.
Viel zu viele, finden die Brüder.
Welche Gene
braucht es tatsächlich zum Überleben?
Auf welche kann es verzichten?
Das wollten sie herausfinden.
Am Computer haben die Brüder
die DNA neu entworfen.
Ergebnis ihrer Aufräumarbeit:
Nur knapp 700 Gene blieben übrig.
Weniger als ein Viertel
der ursprünglichen Menge.
Die neue Spezies
hat sogar schon einen Namen:
Caulobacter ethennsis 2,0.
Das Genom ist zuerst virtuell
im Computer vorhanden.
Wir machen ähnlich wie ein Architekt
zuerst eine Blaupause im Computer.
Diese Blaupause erlaubt uns dann,
das ganze Genom
chemisch herzustellen.
Dabei setzt die Arbeitsgruppe
auf bekannte Technologien.
Die am Computer entworfenen Codes
senden sie an Spezialfirmen,
die künstliche DNA-Stückchen
herstellen können.
Beispielsweise
zum Programmieren von Genscheren.
Die angelieferten Stücke
fügen sie in ihrem Labor
zu immer längeren DNA-Strängen
zusammen.
Am Ende helfen ihnen Hefezellen.
Sie nehmen die langen DNA-Fragmente
auf
und setzen sie zu einem
komplett neuen Genom zusammen.
Die Zwillinge
haben nun Hefezellen geschaffen
mit einem doppelten Erbgut, einem
eigenen und einem künstlichen.
Die Hefe vermehrt sich rasend schnell
und vererbt beide Genome
an ihre Tochterzellen weiter.
Die künstliche Gene
lassen sich nun extrahieren
und in Bakterien einbauen.
Das komplette Genom von 2,0
ist noch nicht lebensfähig.
Nicht alle der 700 künstlichen Gene
funktionieren.
Wenn man diese 100 Gene,
die noch nicht funktionsfähig sind,
reparieren würde.
Dann kann man eigentlich
ein ganzes Genom aufbauen,
das voll funktionsfähig ist.
Zukünftig ist es dadurch möglich,
ganze Bakterienzellen zu generieren,
die angetrieben werden durch so ein
digital erzeugtes Genom.
In 2 Jahren soll es soweit sein.
Programmierte Einzeller
könnten Medikamente
oder Treibstoffe produzieren.
Viele Chancen.
Der Nebeneffekt:
Die Wissenschaft weiß nun,
wie man Leben programmiert.
Das Prinzip könnte auch bei höher
entwickelten Lebewesen funktionieren.
Ist der Ursprung des Lebens
bald nicht mehr die Natur,
sondern werden wir die Architekten
unserer Umwelt und unseres Selbst?
Wir sind das Ergebnis
von Jahrmillionen.
Und meiner Meinung nach
ist der Gedanke gruselig,
in diesen zufälligen Prozess
gezielt einzugreifen.
Und das nur, um ein ganz spezielles
Ziel zu erreichen.
Denn damit stören wir den
natürlichen Fluss von Informationen,
von einer Generation zur nächsten.
Ich hatte das Beispiel
Schizophrenie erwähnt.
Ein Beispiel dafür,
dass eine Mutation für ein
Individuum gefährlich sein kann.
Dass dieselbe Mutation
aber vielleicht notwendig ist
für uns alle als Spezies.
Der größte Genveränderer
war bislang die Natur selbst.
Das Zusammenspiel der Kräfte,
die zufälligen Mutationen,
haben uns zu denen gemacht,
die wir sind.
Mutig, kreativ,
forschend und extrem neugierig.
Menschen.
Mit allen Konsequenzen.
Auch dass wir uns
nie zufrieden geben,
mit dem, was die Natur uns vorgibt.
Auf dem Weg zu einer Gentherapie
für die Bluterkrankheit Hämophilie A
ist heute in Dresden
ein wichtiger Tag.
Hallo, Felix!
Hi.
Ein Test, ob die Genscheren,
die Rekombinasen,
das tun, was sie sollen.
Die habe ich heute Morgen ...
Heute Morgen erst, okay.
Da sieht man hier.
Wow, und das sind so gut wie alle,
würde ich sagen.
Ja.
Man kann es wirklich sehr gut sehen,
auch wenn man es weiter ranzoomt.
Die grünen Farbpigmente zeigen,
ob die Scheren bis in den Zellkern
gelangt sind und funktionieren.
Und auch wirklich
fast jede Zelle ist grün.
Das Schöne ist, die Zellen wurden
heute Morgen erst behandelt,
und man sieht, dass da alle Zellen
im Prinzip getroffen wurden.
Wir haben es geschafft,
alle Zellen zu treffen,
zumindest in der Petrischale,
die Rekombinase da hineinzubringen.
Das ist eine gute Voraussetzung,
dass das
effizient funktionieren kann.
Das müssen wir natürlich
auch übertragen,
dass das auch im Organismus
so gut funktioniert.
Aber es ist schon mal
ein gutes 1. Experiment.
Die Rekombinasen vollbringen in den
Zellkernen tatsächlich das,
wofür die Wissenschaftler
sie gezüchtet haben.
Sie schneiden,
drehen und rekombinieren.
Der Code kann am Ende
wieder korrekt abgelesen werden,
die Zellen das fehlende Protein
wieder bilden.
Wenn es funktioniert,
so wie wir uns das vorstellen,
wäre er tatsächlich geheilt.
Er bräuchte dann keinen extra
Faktor 8 mehr gespritzt bekommen.
Er würde sein eigenes
wieder herstellen.
Bis es soweit ist,
wird es noch Jahre dauern.
Als nächstes werden die Scheren
an einer künstlich erzeugten Leber
getestet, an einem Organoid.
Danach im Tiermodell.
Erst dann gäbe es
klinische Studien mit Patienten.
Immer mehr solcher Gentherapien
soll es in Zukunft geben.
Und damit wären viele Erbkrankheiten
behandelbar.
Aber was kommt danach?
Lifestyle-Eingriffe?
Also Schönheitschirurgie am Genom?
Es gibt natürlich
vorkommende Menschen,
die haben eine Mutation
in einem bestimmten Gen.
Die können essen, was sie wollen.
Die werden niemals dick.
Weil sie einfach genetisch
nicht dafür vorbereitet sind.
Das ist eigentlich eine Mutation,
eigentlich etwas Schlechtes.
Vielleicht sagt dann jemand,
mit dieser Mutation
laufen sowieso Menschen rum.
Denen geht es scheinbar gut.
Da könnte jemand sagen,
ich möchte diese Mutation
in meinem Körper haben.
Damit ich essen kann, was ich will.
Es wäre viel einfacher,
nicht so viel zu essen.
Aber wir wissen alle,
dass wir das machen.
Wenn dann jemand für sich sagt,
das würde ich gern
in meinem Körper verändern.
Sollte man das erlauben
oder verbieten?
Oder sollte er weniger essen?
Das ist eine schwierige Diskussion.
Philipp hat keine Möglichkeiten,
seine Krankheit Hämophilie A
durch eine einfache
Verhaltensänderung zu besiegen.
Dennoch
macht er etwas Außergewöhnliches.
Er ist im Fußballcamp in Leipzig.
Team 2 zieht blau an.
Hier trainieren Jungs
aus ganz Deutschland zusammen,
die alle genetisch bedingte
Blutgerinnungsstörungen haben.
Und es ist wirklich wichtig,
dass ihr achtsam miteinander umgeht,
das ihr fair probiert,
die Bälle zu erobern.
Ohne Foul.
Okay?
Insbesondere ohne Schubsen,
ohne Handeinsatz.
*Pfiff*
Fußball spielen,
früher undenkbar für Bluterkranke.
Das geht nur mit Mut
und äußerster Vorsicht.
Alle müssen darauf achten, wie sie
umgehen mit ihrer Hämophilie.
Da achtet ja jeder selbst drauf.
Er möchte ja auch nicht
verletzt werden,
also verletze ich
den anderen auch nicht.
Deshalb ist das eigentlich
kein richtiger Mut,
weil jeder auf den anderen
und auf sich selbst aufpasst.
Das Ziel:
Muskeln und Koordination trainieren,
um Verletzungen im normalen Leben
zu vermeiden.
Wenn doch etwas passiert,
ist eine Ärztin da
und Philipps Mutter,
von Beruf Krankenschwester.
Sie könnten sofort
Medikamente nachspritzen.
Den Gedanken, dass er irgendwann
ohne Spritzen leben kann,
geheilt wäre durch eine Gentherapie,
Philipp denkt ihn oft.
Da ist viel möglich in der Medizin.
Wenn es so was mal geben würde,
wäre das natürlich gut.
Ich denke auch daran,
dass es so etwas mal geben wird.
Wenn man sieht, wie weit
die Wissenschaftler schon sind.
Wenn man da noch 1-2 Freigaben hat,
dann wird das in ein paar Jahren.
Vielleicht nicht heute und morgen,
auch nicht in einem Jahr.
Irgendwann wird es möglich sein,
so was wie Hämophilie wegzubekommen.
Für mich wäre das natürlich
eine super Sache.
Copyright UT: MDR 2019
