Neuer Gentransporter verspricht Heilung von Hirnerkrankungen

Eine Studie von Wissenschaftlern des Broad Institute des MIT und der Harvard University hat gezeigt, dass ein Gentherapie-Vektor mit menschlichem Protein die Blut-Hirn-Schranke effektiv überwindet und ein Zielgen in das Gehirn von Mäusen mit menschlichem Protein einbringt. Diese Entwicklung könnte die Behandlung von Hirnerkrankungen beim Menschen deutlich verbessern.

Gentherapie hat das Potenzial, schwere genetisch bedingte Hirnerkrankungen zu behandeln, für die es derzeit keine Heilmittel und nur begrenzte Behandlungsmöglichkeiten gibt. Bestehende Gentransportmethoden, wie beispielsweise Adeno-assoziierte Viren (AAVs), können die Blut-Hirn-Schranke jedoch nicht effektiv überwinden und therapeutisches Material nicht ins Gehirn transportieren. Dieses Problem hat die Entwicklung sichererer und wirksamerer Gentherapien für Hirnerkrankungen jahrzehntelang behindert.

Nun haben Forscher im Labor von Ben Deverman das erste veröffentlichte AAV entwickelt, das auf ein menschliches Protein abzielt, um Gene in das Gehirn von Mäusen mit dem menschlichen Transferrinrezeptor zu transportieren. Dieses Virus bindet an den menschlichen Transferrinrezeptor, der in der Blut-Hirn-Schranke des Menschen häufig vorkommt. In einer neuen Studie, die in der Fachzeitschrift Science veröffentlicht wurde, zeigte das Team, dass ihr AAV, wenn es in das Blut von Mäusen mit dem menschlichen Transferrinrezeptor injiziert wurde, in viel höheren Konzentrationen ins Gehirn gelangte als das AAV, das in der von der FDA zugelassenen Gentherapie für das zentrale Nervensystem verwendet wird (AAV9). Das Virus erreichte auch eine große Zahl wichtiger Gehirnzelltypen, darunter Neuronen und Astrozyten. Die Forscher zeigten auch, dass ihr AAV in der Lage war, Kopien des GBA1-Gens, das mit der Gaucher-Krankheit, der Lewy-Körper-Demenz und der Parkinson-Krankheit in Verbindung gebracht wird, an eine große Zahl von Zellen im Gehirn zu transportieren.

Die Wissenschaftler vermuten, dass ihr neues AAV eine bessere Option zur Behandlung von neurologischen Entwicklungsstörungen sein könnte, die durch Mutationen einzelner Gene verursacht werden, wie etwa das Rett-Syndrom oder der SHANK3-Mangel, sowie von lysosomalen Speicherkrankheiten wie dem GBA1-Mangel und neurodegenerativen Erkrankungen wie der Huntington-Krankheit, Prionenerkrankungen, Friedreich-Ataxie und Einzelgenformen von ALS und Parkinson.

„Seit unserem Beitritt zum Broad Institute besteht unsere Mission darin, Möglichkeiten für Gentherapien im zentralen Nervensystem zu schaffen. Wenn dieses AAV in Studien am Menschen unsere Erwartungen erfüllt, wird es weitaus wirksamer sein als derzeitige Behandlungen“, sagte Ben Deverman, leitender Autor der Studie.

Die Studie ergab außerdem, dass das neue AAV die Genübertragung zum Gehirn im Vergleich zu AAV9 deutlich verbessern konnte. AAV9 ist zwar zur Behandlung der spinalen Muskelatrophie bei Säuglingen zugelassen, weist jedoch eine vergleichsweise geringe Genübertragung zum erwachsenen Gehirn auf. Das neue AAV erreichte bis zu 71 % der Neuronen und 92 % der Astrozyten in allen Hirnregionen.

Wissenschaftler sind davon überzeugt, dass ihre neue AAV-Entwicklung großes Potenzial für die Behandlung neurodegenerativer Erkrankungen hat und die Lebensqualität der Patienten deutlich verbessern kann.

Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Science veröffentlicht.