CRISPR - Gentechnik wird alles für immer verändern

Stell dir vor, du lebst in den 1980ern und jemand erzählt dir, dass Computer bald alles übernehmen werden: Vom Einkaufen, übers Dating, bis zum Aktienmarkt. Dass Milliarden von Menschen über ein Netz miteinander verbunden sein werden. Und dass jeder ein mobiles Gerät mit sich herumträgt, das um ein Vielfaches mächtiger ist, als ein damals aktueller Supercomputer. Dir würde das komplett absurd vorkommen. Aber genau so ist es passiert. Science Fiction wurde Realität und wir denken gar nicht mehr darüber nach. Bei der Gentechnik befinden wir uns gerade an einem ähnlichen Punkt. Sehen wir uns einmal an, wo sie herkommt und wo wir gerade stehen. Und lasst uns über einen gentechnischen Durchbruch sprechen, der unser Leben und das, was wir als normal empfinden, für immer verändern wird. *Intro* Die Menschen verändern Lebewesen schon seit Tausenden von Jahren. Durch Zucht haben wir günstige Merkmale bei Pflanzen und Tieren vermehrt. Wir hatten schnell den Dreh raus, aber haben nie wirklich verstanden, wie es funktioniert. We quickly got the hang of it, but never really understood how it worked. Bis zur Entdeckung des genetischen Codes: Desoxyribonukleinsäure, DNS. Until the discovery of the genetic code: deoxyribonucleic acid, DNA. Ein komplexes Molekül, das die Entwicklung, Funktion und Reproduktion aller Lebewesen steuert. Die Molekülstruktur enthält Informationen in Form von vier paarweise angeordneten Nukleotiden. Sie bilden den genetischen Code, die Bauanleitung eines Lebewesens. Ändert man diese Anleitung, verändert man auch das dazugehörige Lebewesen. Kaum hatte der Mensch die DNS entdeckt, versuchte er schon an ihr herumzubasteln. So setzten Wissenschaftler in den 1960ern Pflanzen radioaktiver Strahlung aus, um spontane Mutationen der DNS zu verursachen. Man hoffte auf die zufällige Entstehung einer neuen, nützlichen Pflanzensorte. Und manchmal klappte das auch. In den 70ern gelang es erstmals, Bakterien, Pflanzen und Tiere durch fremde DNS-Schnipsel zu modifizieren. Für die Wissenschaft, die Medizin, die Landwirtschaft oder einfach, weil man es konnte. 1974 wurde das erste genmanipulierte Tier geboren. Und damit wurden Mäuse zum Standard-Versuchstier für die Wissenschaft und zum Lebensretter für den Menschen. In den 80ern wurde es kommerziell. Das erste Patent wurde für eine ölabsorbierende Mikrobe ausgehändigt. Heute produzieren wir viele Chemikalien mit Hilfe modifizierter Organismen: Lebensrettende Gerinnungsfaktoren, Wachstumshormone und Insulin. Alles Stoffe, die wir früher aus Tierorganen gewinnen mussten. Das erste im Labor modifizierte Lebensmittel kam 1994 auf den Markt: Die Flavr-Savr-Tomate, eine Tomate, die sich viel länger hält, dank eines zusätzlichen Gens, das die Anreicherung eines Fäulnisenzyms unterdrückt. Mehr zum Thema kannst du dir in unserem Video "Gentechnik in unserem Essen" ansehen. In den 90ern hat man sich dann auch kurz mit menschlicher Genmanipulation beschäftigt: Um Unfruchtbarkeit bei Frauen zu behandeln, hat man Babys mit DNS von drei Menschen gezeugt. To treat infertility in women, babies were conceived with DNA from three people. Die ersten Menschen mit drei genetischen Eltern. Heute gibt es super-muskulöse Schweine, schnellwachsenden Lachs, nackte Hühner und durchsichtige Frösche. Und zum Spaß haben wir dann noch Tiere geschaffen, die im Dunkeln leuchten. Fluoreszierende Fische bekommt man in den USA schon für 12,99 Dollar. Das ist alles schon sehr beeindruckend, aber bisher war Gentechnik noch extrem teuer, kompliziert und außerdem sehr langwierig. Das alles hat sich schlagartig geändert, als eine neue Technologie ins Scheinwerferlicht getreten ist: CRISPR. Über Nacht sind die Kosten um 99% gesunken. Und statt einem Jahr, benötigt man nur noch ein paar Wochen für gentechnische Experimente. Im Grunde kann nun jeder Laborbesitzer mit Gentechnik experimentieren. Basically, every laboratory owner can now experiment with genetic engineering. Es ist schwer in Worte zu fassen, was das für eine Revolution darstellt. CRISPR könnte die Menschheit für immer verändern. Wie ist es zu diesem Durchbruch gekommen und wie funktioniert CRISPR? Bakterien und Viren bekämpfen sich schon seit Anbeginn des Lebens. Bacteria and viruses have been fighting each other since the beginning of life. Sogenannte Bakteriophagen, oder Phagen, machen Jagd auf Bakterien. Im Meer rotten sie täglich 40% der Bakterien aus. In the sea they eradicate 40% of the bacteria every day. Phagen tun das, indem sie ihren eigenen genetischen Code in das Bakterium injizieren, es damit unterwerfen und als Fabrik benutzen. Phages do this by injecting their own genetic code into the bacterium, subjugating it and using it as a factory. Die Bakterien geben ihr Bestes, aber sie sind den Phagen unterlegen, weil ihre Abwehr zu schwach ist. Manchmal überleben Bakterien einen solchen Angriff. Und dann können sie ihre effektivste Anti-Virus-Maßnahme aktivieren: Sie bewahren einen Teil der Virus-DNS in ihrem eigenen genetischen Code auf, in einem DNS-Archiv das CRISPR genannt wird. Hier ist die Virus-DNS sicher, bis sie wieder gebraucht wird. Greift das Virus erneut an, macht das Bakterium eine RNS-Kopie der Viren-DNS und setzt sie in eine Geheimwaffe ein: Ein Protein namens Cas9. Dieses Protein sucht jetzt das Innere der Bakterienzelle nach Anzeichen des Virus ab, indem es jedes DNS-Stück, das es finden kann, mit dem RNS-Muster aus dem Archiv vergleicht. Findet das Protein ein 100%-iges Gegenstück, wird es aktiviert und schneidet die Virus-DNS heraus. Das Virus ist nun nutzlos und das Bakterium sicher. Das Besondere daran ist, dass Cas9 sehr präzise agiert, quasi wie ein DNS-Chirurg. Die Revolution begann schließlich, als Wissenschaftler herausfanden, wie sie das CRISPR-System programmieren konnten. Man gibt ihm einfach ein DNS-Schnipsel und setzt es in eine lebende Zelle ein. Musste man früher mit Landkarten navigieren, dann hatte man jetzt ein GPS-System. Und CRISPR ist nicht nur präzise, günstig und einfach, sondern ermöglicht es außerdem, lebende Zellen zu bearbeiten, Gene ein- und auszuschalten und bestimmte DNS-Sequenzen anzusteuern. Und das bei allen Arten von Zellen: Mikroorganismen, Pflanzen, Tieren und Menschen. Aber auch wenn es einen gigantischen Durchbruch darstellt, ist CRISPR immer noch das erste Werkzeug seiner Art. Noch präzisere Methoden sind bereits in der Entwicklung. 2015 haben Wissenschaftler bereits im Labor gezeigt, dass man mit CRISPR das HI-Virus aus lebenden menschlichen Zellen schneiden kann. Ein Jahr später führten sie ein größeres Experiment an Ratten durch, bei denen so gut wie jede Körperzelle mit HIV infiziert war. Indem sie CRISPR in die Schwänze der Ratten spritzten, konnten sie aus über 50% der Körperzellen die Virus-DNS eliminieren. In ein paar Jahrzehnten könnte eine CRISPR-Therapie HIV heilen. Und auch gegen andere Retroviren, Viren, die sich in menschlicher DNS verstecken, wie Herpes, könnte diese Methode helfen. CRISPR könnte außerdem einen unserer größten Feinde besiegen: den Krebs. Krebs tritt auf, wenn Zellen sich weigern zu sterben, sich immer weiter vermehren und sich vor dem Immunsystem verstecken. Mit CRISPR könnten wir unsere Immunzellen zu besseren Krebs-Jägern machen. Um Menschen für immer von Krebs zu heilen, könnte man ihnen dann einfach ein paar Spritzen mit eigenen modifizierten Immunzellen verabreichen. Die ersten klinischen Studien am Menschen, für ein entsprechendes CRISPR-Medikament, wurden bereits Mitte 2016 in den USA genehmigt. Keinen Monat später haben chinesische Wissenschaftler bekanntgegeben, dass sie ab Juli 2016 Lungenkrebspatienten mit CRISPR-Immunzellen behandeln wollen. Jetzt scheint alles sehr schnell zu gehen. Dazu kommen genetische Krankheiten. Es gibt Tausende von ihnen. Manche sind einfach nur unangenehm, manche tödlich und manche bedeuten jahrzehntelanges Leiden. Mit einem mächtigen Werkzeug wie CRISPR könnten wir dem ein Ende setzen. Über 3000 Erbkrankheiten werden durch ein falsches Basenpaar in der DNS verursacht. Es wird bereits an einer modifizierten Variante von Cas9 gearbeitet, die nur ein Basenpaar verändert und damit die Zelle reparieren kann. In 10 bis 20 Jahren könnten wir damit Tausende von Krankheiten für immer heilen. Aber all diese medizinischen Anwendungen haben eines gemeinsam: Sie sind auf das Individuum beschränkt und sterben mit ihm. Außer sie werden in Keimzellen oder sehr frühen Embryos angewendet. Aber das Potenzial von CRISPR ist noch viel größer, man hat damit die Möglichkeit, genetisch veränderte Menschen, Designerbabys, zu erschaffen und dadurch den menschlichen Genpool langsam aber unwiderruflich zu verändern. Wir haben schon jetzt die Mittel, um einen menschlichen Embryo zu verändern, auch wenn die Technologie noch nicht sehr ausgereift ist. Es wurde bereits mehrmals versucht, z.B. im November 2018 in China. Dabei sollen Kinder resistent gegen HIV gemacht worden sein, aber die Langzeitfolgen dieses Experiments sind noch nicht abzusehen. Das hat uns wieder die großen Herausforderungen vor Augen geführt, die uns auf diesem Gebiet noch erwarten. Aber Wissenschaftler arbeiten bereits an einer Lösung. Denk nur an die Computer in den 70ern und vergleiche sie mit denen, die es heute gibt. Egal, was du persönlich von Gentechnik hältst, sie wird auch dich betreffen. Genetisch modifizierte Menschen könnten das Erbgut unserer gesamten Spezies beeinflussen, indem sie ihre modifizierten Gene an die nächsten Generationen weitergeben und damit langsam aber sicher den gesamten Genpool der Menschheit verändern. Erst passiert es ganz langsam. Bei den ersten Designer-Babys hält man sich noch zurück, wahrscheinlich werden hier nur tödliche genetische Krankheiten eliminiert. Aber mit fortschreitender Technologie wird man argumentieren, dass es unethisch wäre, Gentechnik nicht einzusetzen. Denn sonst würde man Kinder vermeidbaren Qualen und Toden aussetzen und ihnen die Heilung verweigern. Aber mit der Geburt der ersten gentechnisch veränderten Kinder wird weiteren Modifikationen Tür und Tor geöffnet. Man wird zwar zuerst noch keine kosmetischen Veränderungen vornehmen, aber mit größer werdender Akzeptanz der Gentechnik und wachsendem Wissen über unsere DNS, wird auch diese Versuchung zunehmen. Wenn man schon einen Nachwuchs immun gegen Alzheimer macht, kann man auch noch den Stoffwechsel ankurbeln. If you make your offspring immune to Alzheimer's, you can also boost their metabolism. Oder perfektes Sehvermögen drauflegen. Oder was ist mit der Größe und dem Muskelanteil? Volles Haar? Oder als besondere Gabe überdurchschnittliche Intelligenz? Die Entscheidungen einzelner Personen werden große Veränderungen für Millionen von Menschen nach sich ziehen. Das ist ein schmaler Grat, modifizierte Menschen könnten zur Norm werden. That's a fine line, modified people could become the norm. Wenn die Gentechnik zur Normalität wird und wir lernen besser, mit ihr umzugehen, können wir uns auch dem größten Risikofaktor für den Menschen widmen: dem Altern. 2/3 der 150.000 Menschen, die täglich sterben, sterben an altersbedingten Ursachen. Im Moment gehen wir davon aus, dass altern durch Schäden in unseren Zellen, wie Brüchen in der DNS, verursacht wird. Unsere Reparaturmechanismen können diese Schäden mit der Zeit nicht mehr beheben. Aber es gibt auch Gene, die das Altern direkt beeinflussen. Eine Kombination aus Gentechnologie und anderen Therapien, könnte den Alterungsprozess anhalten, verlangsamen oder sogar umkehren. In der Natur gibt es Tiere, die gegen das Altern immun zu sein scheinen. Vielleicht könnten wir uns von ihnen ein paar Gene leihen. Manche Wissenschaftler denken sogar, dass biologisches Altern irgendwann der Vergangenheit angehören könnte. Wir würden zwar trotzdem irgendwann das Zeitliche segnen, aber anstatt mit 90 in einem Krankenhaus zu sterben, könnten uns ein paar Tausend Jahre mit unseren Liebsten vergönnt sein. We would still bless the temporal at some point, but instead of dying in a hospital at 90, we could be granted a few thousand years with our loved ones. Die Forschung steckt hier aber noch in den Kinderschuhen und manche Wissenschaftler betrachten dieses Ende des Alterns zu Recht mit Skepsis, die Herausforderungen sind riesig und vielleicht unüberwindbar. Es ist aber denkbar, dass die Menschen, die heute leben, als erste von diesen effektiven Anti-Aging-Maßnahmen profitieren können. Vielleicht müsste nur jemand einen Milliardär dazu überreden, sich der Sache anzunehmen. Eine genetisch veränderte Population könnte auch viele Probleme lösen. Genmanipulierte Menschen wären vielleicht in der Lage, besser mit kalorienreichem Essen umzugehen, wodurch man Zivilisationskrankheiten wie Übergewicht ausmerzen könnte. Mit einem modifizierten Immunsystem, das mit einer Bibliothek an möglichen Gefahren ausgestattet ist, wäre man immun gegen die meisten Krankheiten, die uns heute plagen. Und wenn wir noch weiter denken, könnte man Menschen für lange Reisen durchs All ausstatten und sie sogar an die Bedingungen auf anderen Planeten anpassen. Das wäre sehr hilfreich, um die Spezies in unserem feindseligen Universum am Leben zu erhalten. Es gibt immer noch einige große Herausforderungen. Technologische und ethische: Manche von euch fühlen sich jetzt bestimmt unwohl und haben Angst, dass wir bald eine Welt erschaffen, in der nicht-perfekte Menschen ausgegrenzt werden und nur die Merkmale gefördert werden, die wir als gesund empfinden. Aber bedenke, wir leben jetzt schon in dieser Welt. Tests für Dutzende genetische Krankheiten oder Komplikationen sind für schwangere Frauen in vielen Teilen der Welt bereits zum Standard geworden. Häufig kann bereits der Verdacht auf einen genetischen Defekt zum Ende der Schwangerschaft führen. Das Down-Syndrom zum Beispiel, ist eines der am weitesten verbreiteten genetischen Anomalien. In Europa werden 92% aller Schwangerschaften beendet, bei denen es festgestellt wird. Die Entscheidung für einen Schwangerschaftsabbruch ist sehr persönlich, aber wir müssen auch der Tatsache ins Auge sehen, dass wir jetzt schon Menschen nach ihrer Gesundheit auswählen. Es macht auch keinen Sinn, so zu tun, als würde sich das ändern. There is also no point in pretending that this is about to change. Wir müssen also vorsichtig und respektvoll mit der neuen Technologie und den Auswahlmöglichkeiten umgehen. Aber all das wird noch nicht morgen passieren. CRISPR ist zwar unglaublich mächtig, aber noch keineswegs unfehlbar. Es kommt bei der Anwendung immer noch zu Fehlern und zu ungewollten Nebenwirkungen, die vielleicht erst mal gar nicht bemerkt werden. Die Veränderung der Gene bringt vielleicht einerseits das gewollte Ergebnis, eine Krankheit auszuschalten, aber könnte dabei auch ungewollte Veränderungen verursachen. Wir wissen noch nicht genug über das komplexe Zusammenspiel der Gene, um das zu verhindern. Wenn es um Menschenversuche geht, sollten Genauigkeit und Überwachungsmöglichkeiten Priorität haben. Und wenn wir schon über eine positive Zukunft sprechen, müssen wir auch noch ein dunkles Szenario durchspielen: Denk nur mal daran, was ein Staat wie Nordkorea mit Gentechnologie alles anrichten könnte. Könnte ein Staat seine Herrschaft für immer festigen, indem er seine Untertanen zu gentechnischen Modifikationen zwingt? Könnte ein totalitäres Regime eine Armee von Supersoldaten erschaffen? Theoretisch wäre das möglich. Auch wenn so ein Szenario, wenn es überhaupt realistisch ist, noch weit in der Zukunft liegt, die entsprechende Technologie existiert schon heute. Sie hat tatsächlich so viel Potenzial. Die Versuchung ist groß, Genmanipulation und -forschung mit dieser Begründung zu verbieten, aber das wäre ein großer Fehler. So ein Verbot würde nur dazu führen, dass die Forschung an Orten mit Rechtssystemen und Regeln stattfindet, die nicht unseren demokratischen Standards entsprechen. Nur wenn wir uns aktiv beteiligen, können wir sicherstellen, dass die Forschung von Vorsicht, Vernunft, Kontrolle und Transparenz begleitet wird. Fühlst du dich jetzt unwohl? Die meisten von uns sind nicht perfekt. Dürften wir in einer genmanipulierten Zukunft überhaupt existieren? Die Technologie ist definitiv etwas unheimlich, aber wir können auch viel gewinnen. Und Sie könnte ein ganz natürlicher Schritt in der Evolution einer intelligenten Spezies im Universum sein. Wir könnten Krankheiten heilen. Wir könnten unsere Lebenserwartung um Jahrhunderte verlängern und wir könnten zu den Sternen reisen. Unserer Fantasie sind bei diesem Thema keine Grenzen gesetzt. Egal, was du von Gentechnologie hältst, die Zukunft erwartet uns bereits. Was einmal Science Fiction war, könnte schon bald unsere neue Realität werden. Eine Realität voller Chancen und Herausforderungen..