Mit CHARM Gene stilllegen

Bei neurodegenerativen Erkrankungen wie Parkinson, Alzheimer und auch Prion-Erkrankungen spielt die Ansammlung von schadhaften Proteinen eine Rolle. Das entsprechende Gen stillzulegen, könnte daher eine therapeutische Option sein. Obwohl die Produktion schädlicher Proteine auch über CRISPR/Cas-Systeme oder Antisense-Oligonukleotide abgeschaltet werden könnte, waren bisherige Versuche auf diesem Gebiet erfolglos, vor allem weil das Gehirn schlecht erreicht werden kann.

Eine Alternative könnte die Veränderung des Epigenoms bieten. Das Epigenom ist die Gesamtheit der chemischen Veränderungen an der DNA wie Methylgruppen, die die Expression von Genen beeinflussen. Denn durch epigenetische Veränderungen können Gene stillgelegt werden, ohne ihre Sequenz zu verändern.

Forschende des Massachusetts Institute of Technology (MIT) in Cambridge und Kollegen von den Universitäten Harvard und Boston haben einen programmierbaren Epigenom-Editor entwickelt. Das System mit der Bezeichnung CHARM (Coupled Histone tail for Autoinhibition Release of Methyltransferase) kann mit hoher Spezifität einzelne Gene mittels DNA-Methylierung stilllegen. Die Forschenden stellen es aktuell im Fachjournal »Science« vor.

Mit zu dem Team gehören die Prionenforscher Dr. Sonia Vallabh und ihr Ehemann Dr. Eric Minikel. Beide gaben ihre nicht biomedizinischen Karrieren auf und widmeten sich der Prionenforschung, nachdem Vallabh erfahren hatte, dass sie eine Prion-Genvariante trägt, die letale familiäre Insomnie verursacht. Dies ist eine sehr seltene erbliche Form einer Prionen-bedingten Enzephalopathie, die schnell voranschreitet, starke Schlafstörungen bis hin zur vollständigen Schlaflosigkeit verursacht und nach ersten Symptomen innerhalb weniger Monate zum Tod führt. Die Krankheitsursache ist eine Mutation im Prion-Gen, die zur Bildung eines fehlgefalteten Prion-Proteins führt, das anderen Prion-Proteinen die fehlerhafte Konformation aufzwingt, akkumuliert und letztlich die Nervenzellen schädigt.

Tierversuche zeigen, dass der Erkrankungsverlauf selbst nach Ausbruch erster Symptome noch aufgehalten werden kann, wenn die Produktion des Prion-Proteins effektiv unterdrückt wird. Das mittlere Erkrankungsalter bei Menschen liegt bei 51 Jahren. Vallabh und ihr Team befinden sich somit in einen Wettlauf mit der Zeit, um einen effektiven Weg zu finden, die Expression des Prion-Gens zu stoppen.