Gen-und Zelltherapie sind die Trends in der Biotechnologie. Die EMA (European Medicine Agency) unterteilt daher das Feld der ATMPs (advanced therapy medicinal products) in drei Klassen ein. Die EMA ist die europäische Aufsichtsbehörde für Medikamentenzulassungen in Europa. Die bekanntere Zulassungsbehörde ist die FDA (Food and Drug Administration), die für die Zulassungen von Medikamenten in den Vereinigten Staaten von Amerika zuständig ist.
Korrektur von Gendefekten
Die Gentherapie setzt mRNA (messenger RNA) oder auch Boten-RNA ein, die aus dem Labor stammt, und bringt diese direkt über geeigenete “Shuttle”systeme in den Menschen ein. Shuttlesysteme können hierbei kleine Nanopartikel oder Viren sein (in-vivo Verfahren). Die Boten-RNA codiert für ein bestimmtes Zielmolekül (Protein), welches dann im Zielgewebe exprimiert und hergestellt wird. Das Protein fungiert als diagnostischer Marker, um beispielsweise eine Krankheit nachzuweisen oder besitzt eine therapeutische, heilende Eigenschaft.
Warum werden Viren verwendet? Nun, Viren besitzen nützliche Eigenschaften. Zum einen können Viren ziemlich gut ihre eigenen Erbgutinformationen in das menschliche Genom integrieren (leider auch unspezifisch), und zum anderen zwingen sie die Zelle die virale RNA zusammen mit dem Zielprotein herzustellen. Sobald die Viren-RNA in das menschliche Genom integriert ist, führen starke Promotoren (Genabschnitte mit hoher Bindungsaffinität für Proteine für den Start der Translation) dazu, dass diese Abschnitte des Gens besonders häufig abgelesen werden. Um den gewünschten Effekt zu erzielen, wird ein recht hohe Anzahl von Viren verabreicht, die durchaus problematisch für das Immunsystem sein kann.
Therapie mit eigenen besseren Zellen
Das bekannte Zelltherapieprodukt Kymriah des Pharmaschwergewichtes Novartis unterstützt den Kampf gegen eine Form der Leukämie. Kymriah therapiert die akute lymphatische Leukämie (ALL), diese Form der Behandlung ist seit 2018 auf dem europäischen Markt zugelassen. Die Therapie eignet sich für Patienten bis zum 25. Lebensjahr, bei denen die Standardtherapien ausgeschöpft sind. Die Therapie programmiert T-Zellen des Patienten um, und gibt den Zellen die Möglichkeit Krebszellen zu erkennen mit Hilfe von künstlichen (chimären) Antigen Rezeptoren (CAR)T-cell).
Zunächst werden dem Patienten mittels Leukapherese weiße Blutzellen entnommen und tiefgefroren. Nun beginnt die eigentliche Arbeit. Wissenschaftler und Ärzte programmieren die T-Zellen (außerhalb des Patienten, also ex-vivo) genetisch so um, sodass diese einen Rezeptor für die Krebszellen erhalten. Die Erkennug T-Zelle und Krebszelle funktioniert ähnlich eines Schlüssel/Schloss -Prinzips. Die neuen T-Zellen werden nun aufgereinigt und vervielfältigt und bis zur Verwendung wieder eingefroren. Daraufhin erhält der Patient seine neuen T-Zellen. Die neuen T-Zellen besitzen nun ein spezifisches Antigen auf ihrer Oberfläche, das zu den Tumorzellen passt und diese erkennen. Die neuen T-Zellen geben dem Patienten die Möglichkeit mit Hilfe seiner eigenen Immunzellen den Krebs aktiv zu bekämpfen.
Ersatzteillager für den Menschen
Diese Therapiegruppe nutzt Zellen so, sodass beschädigtes Gewebe repariert, erneuert oder komplett ersetzt wird.
Fazit
Die Gen-und Zelltherapie sind beides Therapien, die stand heute mit hohen Kosten für unser Gesundheitssystem verbunden sind. Eine einzelne Therapie für Kymriah kostet in Deutschland etwa 300.000 €. Der Therapieerfolg definiert sich bereits nach einem Monat und im Idealfall bleibt es bei dieser einmaligen Anwendung. Ich gehe davon aus, dass sich in den nächsten Jahren die Kosten für solche Therapien reduzieren werden. Der Grund liegt in der fortschreitenden Digitalisierung und Automatisierung. In Zukunft könnte es möglich sein, einzelne Prozessschritte, wie etwas das Umprogrammieren und Sequenzieren der T-Zellen zu automatisieren. Obwohl, all diese Therapien recht zuversichtlich erscheinen, gibt es auch erhebliche Unsicherheiten. Beispielsweise integrieren Viren ihre RNA recht zufällig in das Genom des Menschen ein. Eine präzise Vorhersage in welchem Abschnitt die Integration erfolgt, ist umöglich. Die unspezfische Integration hat durchaus das Potential im schlimmsten Fall eine andere Krebsart zu fördern.
Einen Schritt weiter geht der gezielte Genaustausch mit CRISPR. CRISPR besitzt die Eigenschaft gezielt Basen der DNA zu ersetzen. Die Gen-und Zelltherapie bietet enormes Potentzial Krankheiten in ihrem Ursprung (DNA-Ebene) gezielt zu behandeln und somit eine vollständige Genesung herbeizuführen.
