Medical Tribune 15/2018

10 NEUROLOGIE
Medical Tribune j Nr. 15 j 11. April 2018
Aus der Toolbox der Gentherapie
ÖGN 2018 ■ Gentherapien geben Grund zur Hoffnung. Aber wie funktionieren diese Techniken eigentlich? Welche
Methoden gibt es und wo gibt es schon Erfolge? Eine Bestandsaufnahme am Beispiel neuromuskulärer Erkrankungen.
Cephalgien
nach dem
Schlaganfall
DR. RÜDIGER HÖFLECHNER
Wer unter einer seltenen neuromuskulären
Erkrankung leidet, ist vom
Schicksal gleich mehrfach gestraft:
Zur oft dramatischen Symptomatik
kommen die diagnostische Odyssee
durch den Mangel an Wissen und Experten
und die häufig fehlenden therapeutischen
Optionen. Für Wissenschaftler
und Industrie sind Krankheiten
mit geringen Fallzahlen meist
ein wenig interessantes und lukratives
Forschungsfeld. Dennoch hat es
in letzter Zeit im Bereich seltener Erkrankungen
einige bemerkenswerte
Erfolge gegeben. Zu verdanken ist das
vor allem dem intensiven Lobbying
von Patientenorganisationen, neuen
gesetzlichen Regelungen (Orphan
Drug Act), Registern, mit denen seltene
Fälle heute weltweit erfasst werden
und nicht zuletzt dem wissenschaftlichen
Fortschritt.
In den letzten Jahren standen unter
den Medikamenten, die eine Zulassung
als Orphan Drug erhielten,
meist Biologicals an vorderster Front.
Ein anderer Ansatz, von dem seltene
Erkrankungen in Zukunft besonders
profitieren könnten, ist die Gentherapie.
Welche Techniken stehen dafür
heute zur Verfügung? Auf der Jahrestagung
der Österreichischen Gesellschaft
für Neurologie warf Univ.-Prof.
Dr. Fritz Zimprich, Universitätsklinik
für Neurologie, Medizinische Universität
Wien, einen Blick in die Toolbox
der Gentherapeuten.
Antisense-Oligonukleotide
(ASOs) mit Zielort mRNA
Zielort der derzeit am weitesten entwickelten
Gentherapie-Technik ist die
messenger RNA, also das Bindeglied
zwischen der chromosomalen DNA
und der Proteinsynthese in den Ribosomen.
Vorläufermolekül der mRNA
ist die prä-mRNA, aus der die nicht
kodierenden Abschnitte (= Introns)
noch durch Spleißen herausgeschnitten
werden müssen. Die fertige mRNA
besteht nur noch aus aneinandergereihten
Exons, die eine Bauanweisung
für Proteine enthalten.
Bei vielen genetischen Erkrankungen
führt eine fehlerhafte mRNA
dazu, dass funktionsgestörte, schädliche
oder gar keine Proteine gebildet
werden. Antisense-Oligonukleotide
(ASOs) sind nun künstlich hergestellte
Oligonukleotide, deren Basenpaare
komplementär zur mRNA
sind. Wenn die ASOs an die fehlerhafte
mRNA binden, wird dadurch
deren Abbau veranlasst oder zumindest
die Translation, also die Übersetzung
der genetischen Information in
eine Aminosäuresequenz, verhindert.
Eine Erkrankung, bei der die Zerstörung
toxischer mRNA-Moleküle
durch ASOs im Tiermodell bereits
recht gut funktioniert, ist die Myotone
Dystrophie Typ 1 (häufigste hereditäre
Muskelerkrankung des Erwachsenenalters).
Die Sicherheit und
Verträglichkeit dieser Therapie wurde
auch bereits bei Menschen in Phase-I-
Erste klinische Studien mit CRISPR-Cas9 verliefen erfolgreich.
und Phase-II-Studien untersucht.
Durch ein cleveres Design kann
man mit ASOs aber auch einzelne
Exons blockieren und dadurch erreichen,
dass diese beim Spleißmechanismus
übersprungen werden (Exon
Skipping). Ein Beispiel für einen erfolgreichen
Einsatz von Exon Skipping
ist die Duchenne-Muskeldystrophie:
Bei einem Teil der Patienten
kommt es durch eine Mutation im
Dystrophin-Gen zu einer Deletion der
Exons 49 und 50. Dadurch wird bei
der Translation der Leserahmen verschoben
und die Proteinbildung vorzeitig
abgebrochen. Schaltet man nun
durch eine ASO-Therapie zusätzlich
noch das Exon 51 aus, wird der Leserahmen
wiederhergestellt. Durch die
fehlenden Exons ist das entstehende
Protein zwar etwas kürzer als normal,
aber funktionstüchtig.
In einer Zulassungsstudie konnte
gezeigt werden, dass diese Therapie,
für die 13 % aller Duchenne-Patienten
geeignet sind, auch in der Praxis
wirkt: Bei zwölf Buben mit bevorstehendem
Verlust der Gehfähigkeit kam
es durch die Behandlung nicht nur
zu einer signifikanten Erhöhung der
Dystrophin-positiven Muskelfasern,
sondern auch zu einer klinischen Verbesserung
im 6-Minuten-Gehtest.
Ganz anders funktioniert die
ASO-Therapie bei der spinalen Muskelatrophie,
der zweithäufigsten autosomal
rezessiven Erkrankung im
Kindesalter: Ursache dieser Störung
ist eine Deletion im SMN1-Gen, die
zu einem Verlust des SMN-Proteins
und zum Absterben der Motoneurone
führt. Das Spannende ist, dass
es im Körper noch eine zweite, fast
idente Kopie dieses Gens gibt: SMN2
produziert jedoch bei Gesunden nur
wenig funktionales Protein, weil einem
Großteil der mRNA-Moleküle das
Exon 7 fehlt.
Hier ist es Forschern gelungen,
durch spezifische ASOs so in den
Spleißvorgang von SMN2 einzugreifen,
dass der Verlust des 7. Exons verhindert
und dadurch vermehrt funktionsfähiges
SMN-Protein gebildet
wird. In der ENDEAR-Studie konnte
gezeigt werden, dass Kinder mit spinaler
Muskelatrophie, denen der Antisense-Wirkstoff
Nusinersen intrathekal
injiziert wurde, im Vergleich
zur Placebogruppe signifikant häufiger
überlebten und Meilensteine der
motorischen Entwicklung erreichten.
„Das ist zwar noch keine Heilung der
Erkrankung, aber doch eine deutliche
Verbesserung“, so Zimprich.
Gentransfer
mit viralen Vektoren
Schon seit rund 20 Jahren werden genetisch
modifizierte Viruspartikel verwendet,
um genetisches Material gezielt
in Zellen einzubringen. Geeignet
dafür sind vor allem Adeno-assoziierte
Viren (AAV), weil diese einen
variablen Zelltropismus aufweisen.
„Das heißt, man kann mit diesen Vektoren
unterschiedliche Zellen ansteuern“,
erklärt Zimprich. Da sie nicht in
die chromosomale DNA eingebaut
werden, sind die AV V auch relativ sicher.
„Nachteil ist, dass sie nur eine
relativ kleine Trägerlast von 5kB haben,
was für viele Anwendungen zu
wenig ist.“ Mittlerweile gibt es schon
über 100 klinische Studien, in denen
Adeno-assoziierten Viren als Vektoren
dienten. Ein Beispiel, in dem das besonders
gut funktioniert hat, ist die
spinale Muskelatrophie, bei der ja
auch bereits ASOs erfolgreich angewandt
wurden: Während von 15 Kindern,
denen einmalig in AAV verpackte
SMN-Gene infundiert wurden,
keines im Alter von 20 Monaten
eine künstliche Beatmung benötigte,
kamen in einer historischen Vergleichsgruppe
zum selben Zeitpunkt
nur noch acht Prozent ohne permanente
Beatmung aus. „Von den zwölf
Kindern, die eine höhere Dosis erhalten
hatten, erlernten elf Sitzen, einen
motorischen Meilenstein, der im Normalfall
bei dieser Erkrankung überhaupt
nie erreicht wird“, unterstreicht
der Neurologe die beeindruckende Effektivität
des Gentransfers.
Genomeditierung
mittels Genschere
Bei dieser Technik, die zwar noch in
den Kinderschuhen steckt, aber besonders
vielversprechend ist, ist das
Ziel eine permanente Korrektur des
genetischen Defekts im chromosomalen
Kontext.
Verwendet werden dafür Enzyme,
die die doppelsträngige DNA an einer
genau definierten Stelle schneiden.
Am bekanntesten ist die CRISPR-
Cas9-Methode, bei der die Genschere
mit einer guide-RNA an den Defekt
herangeführt wird. Im Bereich des
DNA-Bruchs kann dann entweder
ein neues Gen eingeschleust oder ein
schädliches Gen herausgeschnitten
werden (Paste- oder Cut-Variante).
Es gibt auch schon erste klinische
Studien mit dieser neuartigen molekularbiologischen
Methode, z.B. bei HIV
und Sichelzellanämien. Im Tierversuch
funktioniert Genomediting auch
bereits bei neuromuskulären Erkrankungen:
Bei der mdx-Maus, einem
Modell für die Duchenne-Muskeldystrophie,
konnten Forscher durch
die Deletion eines Exons des Dystrophin-Gens
mittels CRISPR-Cas9 einen
verschobenen Leserahmen wiederherstellen
und eine signifikante Kraftverbesserung
der Tiere beobachten.
„Obwohl Gentherapien vielerorts
bereits an der Schwelle zur klinischen
Anwendung stehen, müssen
noch viele Fragen geklärt werden“, betont
Zimprich. Vor einer breiten Anwendung
dieser Techniken bedarf es
noch methodischer Verbesserungen,
ethischer Diskussionen und gesetzlicher
Regelungen. Auch Wirksamkeit,
Sicherheit und Verträglichkeit müssen
gewährleistet sein.
Das Problem der enormen Kosten
– derzeit bei manchen Behandlungen
noch mehrere hunderttausend Euro
pro Jahr – sieht der Neurologe pragmatisch:
„Im Prinzip ist die den Therapien
zugrunde liegende Technik
relativ einfach. Wenn etwas einmal
funktioniert, ist es verhältnismäßig
leicht für andere genetische Defekte
adaptierbar. Es ist daher davon auszugehen,
dass die Kosten in Zukunft
deutlich sinken werden.“
15. Jahrestagung der Österreichischen Gesellschaft
für Neurologie; Linz, März 2018
DGN 2018 ■ Erstaunlich wenig
wusste man bisher über Kopfschmerzen
während und nach einem ischämischen
Schlaganfall. In den ersten
drei Tagen nach einem Apoplex leiden
39 % der Patienten unter Kopfschmerzen,
berichtete Dr. Torsten Kraya von
der Klinik für Neurologie der Universität
Halle-Wittenberg. In vier Zen tren
in Halle, Dresden und München wurden
808 Patienten in den ersten drei
Tagen nach einem Schlaganfall dazu
befragt.
Frauen hatten mit 44 % signifikant
häufiger Kopfschmerzen als Männer
(35 %) und Jüngere öfter als Ältere.
Ischämien im hinteren Stromgebiet
gingen mit 45 % deutlich häufiger mit
den Beschwerden einher als Läsionen
im vorderen arteriellen Versorgungsgebiet.
Die Intensität beschrieb ein Drittel
als mittel-, 7 % als (sehr) stark.
Meist handelte es sich um dumpf
drückende Symptome, die eher frontal
und bilateral auftraten. 69 %, die
von einer vorbestehenden Kopfschmerzerkrankung
berichteten, litten
auch im Zusammenhang mit einem
Schlaganfall an den Beschwerden,
Patienten ohne vorbestehenden Kopfschmerz
nur zu 29 %. Nach drei Monaten
wiesen noch 34 %, nach sechs Monaten
31 % Kopfschmerzen auf. „Das
ist deutlich häufiger als in der Literatur
beschrieben“, betonte Kraya. Auch
Zur Risikogruppe gehören
Patienten unter 60 Jahren.
hierbei waren wieder insbesondere Patienten
mit einem Apoplex im hinteren
Kreislauf und mit vorbestehender
Kopfschmerzerkrankung betroffen.
Kraya empfahl, bei Risikopatienten
mit Schlaganfall auch an Kopfschmerz
zu denken und diesen therapeutisch zu
berücksichtigen. Dazu gehören alle unter
60 Jahre, Frauen, Personen mit vorbestehender
Kopfschmerzerkrankung
oder mit einem Apoplex im hinteren
Stromgebiet.
FK
90. Kongress der Deutschen Gesellschaft für
Neurologie
■ TERMIN
4 th Congress of the European
Academy of Neurology (EAN)
Der europäische Neurologie-Kongress
findet heuer vom 16. bis 19. Juni
in Lissabon, Portugal, statt. Das diesjährige
Schwerpunktthema lautet
„Neurogenetics“. Bis zum 2. Mai gelten
noch reduzierte Registrierungskosten.
Weitere Informationen unter:
https://www.ean.org/lisbon2018/
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