Organspende durch Menschen-Gen in Schweine-Sperma?

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Mit genetisch verändertem Schweinesperma haben italienische Forscher Tiere gezüchtet, deren Organe nicht so leicht vom Menschen abgestoßen werden sollen. Die Forscher schleusten ein menschliches Gen in die Samenzellen ein. Sie nutzten dabei deren Fähigkeit, fremde Erbsubstanz aufzunehmen.

Eine Forschergruppe um Mariluisa Lavitrano von der Universität Mailand hat in einer Publikation gleich zwei wichtige wissenschaftliche Neuerungen präsentiert.

Zum einen entwickelte das Team eine einfache und äußerst effiziente Methode, um Fremd-Gene in das Erbgut von Organismen einzubringen. Zum anderen könnte die neue Methode das Problem der Organabstoßung bei der so genannten Xenotransplantation (i.e. der Organverpflanzung zwischen verschiedenen Arten) lösen.

Das berichten die Wissenschafter um Marialuisa Lavitrano von der Universität Mailand in der US-Fachzeitschrift "Proceedings of the National Academy of Sciences" (DOI: 10.1073/pnas.222550299).

Die konventionelle Methode: Mikroinjektion
Bisher wurden fremde Gene meist mit einer Mikroinjektion übertragen, bei der das Erbgut mit Hilfe einer Kanüle in eine befruchtete Eizelle (genauer: deren so genannten Pronukleus) gespritzt wird - mit einer Erfolgsquote von vier Prozent ein vergleichsweise ineffizientes Verfahren.

Die neue Methode sei besonders preisgünstig, und zudem ließen sich damit besonders viele Versuchstiere gleichzeitig behandeln. Und: Sie sei um den Faktor 25 effektiver als die konventionelle Methode, so die italienischen Forscher.

Spermien nehmen DNA selbständig auf
"Wir haben entdeckt, dass Spermien DNA natürlicher Weise aufnehmen können", kommentiert Mariluisa Lavitrano die Ergebnisse ihres Teams: "Die neue Technik ist so einfach, dass man sie sogar auf einem Bauernhof ausführen könnte", so die Forscherin im Gespräch mit der Wissenschaftszeitschrift "New Scientist".

Der Trick: Gut waschen
Der entscheidende Trick an der neuen Methode ist so simpel wie effektiv: Die behandelte Probe müsse nur gründlich gewaschen werden. Damit werde die Samenflüssigkeit entfernt, die das so genannte Interferon-1 enthält. Dieses sei dafür verantwortlich, dass Spermien Fremd-DNA nicht aufnehmen können, so die italienischen Forscher.

Interferone
Interferone sind eine zu den so genannten Cytokinen gehörende Gruppe von (Glyko-)Proteinen, die die Virusvermehrung in Zellen hemmt. Daneben hemmen Interferone die Vermehrung von Zellen, bewirken die Rückbildung von Tumoren und regulieren das Immunsystem. Sie werden nach dem Eindrigen von Fremdkörpern durch Monocyten und Makrophagen und Fibroblasten sowie Lymphocyten produziert.

Gene funktionieren im fremden Erbgut
Interferon-1-freie Spermien nehmen hingegen fremde DNA auf und führen so zu einer erblichen genetischen Modifikation. Das Überraschende daran: Lavitrano und ihre Kollegen fanden heraus, dass die Fremd-DNA mit dieser Methode vor allem dort in das Genom integriert wird, wo die betreffenden Gene auch funktionieren.

Auch dieser Punkt bedeutet eine maßgebliche Verbesserung der bisherigen Injektions-Technik, die DNA - wenn überhaupt - rein zufällig in das Genom integriert.

Erfolgsquote 57 Prozent
In einer Nährlösung brachten die Forscher frisches Schweinesperma in Kontakt mit dem menschlichen hDAF-Gen, welches beim Menschen die Immunreaktion und somit die Abstoßung implantierter Organe blockieren kann. Von insgesamt 93 auf diese Weise erzeugten Ferkeln hatten 57 Prozent das hDAF-Gen.

"hDAF" und das Komplementsystem
Das Kürzel "hDAF" steht für "human decay accelerating factor". Dies bezeichnet einen Faktor, der die körpereigenen Zellen vor dem Abbau durch das so genannte Komplement-System schützt. "hDAF" findet sich z.B. auf roten und weißen Blutkörperchen sowie den Thrombozyten. Als "Komplementsystem" bezeichnet man jenes hitzestabiles System des Blutplasmas, das das Immunsystem bei der Verteidigung gegen körperfremde Eindringlinge (v.a. Zellen und Viren) ergänzt.


Xenotransplantation möglich?
Lavitrano hatte in anderen Versuchen zeigen können, dass rote Blutzellen von Schweinen, die das hDAF-Gen tragen, nicht von menschlichen weißen Blutkörperchen zerstört werden. In weiteren Tests wies sie zudem nach, dass ein hDAF-tragendes Schweinherz menschliches Blut pumpen konnte, ohne davon beeinträchtigt zu werden.

Quelle: http://sciencev1.orf.at/science/news/60606