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Downsyndrom

Überschüssiges Chromosom in vitro ausgeschaltet

26.07.2013
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Von Verena Arzbach / Wissenschaftlern ist es gelungen, das bei Menschen mit Downsyndrom vorhandene, überzählige Chromosom 21 auszuschalten – zumindest im Labor. Diese Methode soll nun dabei helfen, die zellulären Signalwege des Gendefekts genauer zu erforschen.

 

Menschen mit Downsyndrom, auch Trisomie 21 genannt, besitzen in jeder Zelle drei statt zwei Kopien des Chromosoms 21. Das überflüssige Chromosom ist verantwortlich für eine geistige Behinderung sowie eine verzögerte körperliche Entwicklung der Betroffenen.

Um die überschüssige Kopie des Chromosoms auszuschalten, imitierten die Forscher um Professor Jeanne Lawrence von der Universität Massachusetts in Worcester ein natürliches Prinzip aus den Zellen weiblicher Säugetiere: Eines der beiden X-Chromosome schaltet sich in frühen Entwicklungsstadien selbst mithilfe des sogenannten Xist-Gens (X inactive specific transcript) aus. Ist das Xist-Gen aktiv, produziert die Zelle ein RNA-Molekül, das eines der beiden X-Chromosome wie eine Decke umhüllt. Die Gene auf dem Chromosom können dann nicht mehr abgelesen werden.

 

Lawrence und ihre Kollegen schleusten das Xist-Gen in eine der drei Kopien des Chromosoms 21 in pluripotenten Stammzellen eines Spenders mit Downsyndrom ein. Die Biologen fügten außerdem einen »genetischen Schalter« hinzu, der es ihnen ermöglichte, das Xist-Gen durch Zusatz des Antibiotikums Doxycyclin anzuschalten. Die Aktivierung von Xist bremste die Expression bestimmter Gene auf dem Chromosom 21, die für Entwicklungsverzögerungen beim Downsyndrom verantwortlich gemacht werden, berichten die Forscher im Fachjournal »Nature« (doi: 10.1038/nature12394 ). Die Technik ermöglicht ihnen nun, Zelllinien mit aktivem und inaktiviertem drittem Chromosom 21 zu vergleichen.

 

Krankheiten, die durch ein einzelnes Gen verursacht werden, seien in den letzten Jahren mit großen Fortschritten erforscht worden. Hunderte von Genen auf einem Chromosom zu beeinflussen, sei bisher jedoch nicht vorstellbar gewesen, sagte Studienleiterin Lawrence. Die Forscher hoffen, mit der neuen Technik langfristig gezielte Therapien entwickeln zu können. /

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