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Wenig Kontrolle der Gentechnologen über die DNA-Reparaturprozesse könnte gravierende Folgen haben. Bild: Shutterstock

Neue Forschungsergebnisse chinesischer Wissenschaftler zeigen, dass Genomeditierung mit CRISPR/Cas9 massive Schäden am Genom verursacht, von denen ein Grossteil mit den bisher verwendeten Analysewerkzeugen übersehen worden wäre. Die tiefgreifende Analyse der Gensequenzen wurde durch ein neu entwickeltes Computerprogramm ermöglicht. Mit dem diesem Programm hat das chinesische Entwicklerteam die Sequenzdaten aus ihren aktuellen und früheren Experimenten mit CRISPR/Cas9 an Mauszellen und menschlichen Zellen überprüft. Die Ergebnisse sind erschreckend: die Genschere CRISPR/Cas9 verursacht massive Schäden am Genom.

Während der durch die DNA-Schere erzeugte anfängliche Doppelstrangbruch gezielt an einer relativ bestimmten Stelle durchgeführt werden kann, ist die anschliessende DNA-Reparatur der entstandenen Bruchstelle weder kontrollierbar noch präzise. Sie wird von den zelleigenen Reparaturmechanismen automatisch durchgeführt. Dabei entstehen nicht vorhersehbare Nebeneffekte. Ihr Ausmass wurde bislang unterschätzt, wie die neuen chinesischen Untersuchungen zeigen. Die vom chinesischen Forschungsteam entdeckten unbeabsichtigten Effekte oder genetischen Fehler reichten von zufälligen kleinen Insertionen oder Deletionen bis hin zu grossen Deletionen. Zudem kam es zu Integrationen von Teilen des Plasmids, das als Transportvehikel für das Gen-Editing-verwendet wurde und zu chromosomalen Translokationen, das heisst, dass Chromosomenabschnitte an eine andere Position innerhalb des Chromosoms verlagert wurden.

Besorgniserregend ist, dass diese unbeabsichtigten schädlichen Ergebnisse der Genomeditierung auch bei den weiterentwickelten, angeblich noch präziseren Versionen der Genschere bestehen blieben. Neben ungewollten Veränderungen bei der Zielsequenz, sei also auch bei den Nebeneffekten der Reparaturprozesse Vorsicht geboten, betonen die Forscher. Insgesamt zeigen diese Ergebnisse anschaulich, wie wenig Kontrolle die Gentechnologen über die DNA-Reparaturprozesse haben.

Relevanz für die Genomeditierung von Pflanzen

Der Londoner Molekulargenetiker Dr. Michael Antoniou schlägt vor, das neue Detektionswerkzeug auch bei der Genomeditierung von Pflanzen und Tieren anzuwenden. Antoniou erklärt: "Die Mechanismen der Genomeditierung und der anschliessenden DNA-Reparaturprozesse sind in tierischen und pflanzlichen Zellen gleich." Die Konsequenzen der neuen Forschung sind für Antoniou klar: "um ein vollständigeres Bild der durch die Genomeditierung entstandenen DNA-Schäden zu erhalten, müssen alle bisher durchgeführten Analysen von genomeditierten Pflanzen mit dem neuen Werkzeug neu bewertet werden."

Weiter fügt er hinzu: "Dieses neue Tool ist ein grosser Schritt nach vorne. Es ist wichtig, dass es angenommen und eingesetzt wird - nicht nur im Rahmen der medizinischen Gentherapie, wie die Autoren der neuen Studie vorschlagen, sondern auch bei der Genomeditierung von Nutzpflanzen und Tieren." Industrienahe Wissenschaftskreise hingegen streben eine Deregulierung der neuen gentechnischen Verfahren an. Sie argumentieren, die Risiken der neuen gentechnischen Verfahren seien bereits genügend geklärt, um sie vom Geltungsbereich des Gentechnikgesetzes auszunehmen.

Bei der oben erwähnten Studie handelt es sich um einen sogenannten Preprint (deutsch Vorab-Publikation). Solche werden der Öffentlichkeit in Manuskriptform zur Verfügung gestellt bevor sie den Begutachtungsverfahren einer Fachzeitschrift oder eines Verlages durchlaufen. Wir informieren erneut, sobald die Studie publiziert wird.