Forschung: überzähliges Chromosom bei Down-Syndrom stillgelegt

Wissenschaftlern aus den USA ist es gelungen, das überzählige 21. Chromosom in den Zellen eines Down-Patienten stillzulegen. Der Durchbruch in der Forschung könnte den Weg für die Chromosomen-Therapie ebnen.

In Deutschland wird etwa eines von 500 Kindern mit drei anstatt zwei Chromosomen 21 geboren. Die Erbgutkrankheit, die unter dem Namen Down-Syndrom bekannt ist, wird deshalb auch als Trisomie 21 bezeichnet. Das Risiko einer Erkrankung steigt mit zunehmendem Alter der Mutter. Während der Entwicklung des Kindes entstehen durch das überschüssige Chromosom körperliche und geistige Anomalien.

Bisher kann dieser Erbgutfehler weder ausgeglichen noch rückgängig gemacht werden. Einem US-Forscherteam der University of Massachusetts Medical School in Worcester ist es jetzt unter der Leitung der Zellbiologin Jeanne Lawrence erstmals gelungen, das überschüssige Chromosom auszuschalten.

In der Natur sind solche „Ausschalter“-Gene bereits vorhanden. So enthält beispielsweise das weibliche Erbgut zwei X-Chromosomen, von denen das eine während der Embryonalphase von einem Molekül (XIST) stillgelegt wird. XIST lagert sich an das doppelte Chromosom an und behindert das Ablesen der enthaltenen Gene.

Bluttest im Labor

Überzähliges Chromosom bei Down-Syndrom ausgeschaltet(Foto: Thinkstock)

Die Forscher testeten, ob sich das Molekül auch in das Erbgut einer fremden Zelle einschleusen lässt. Nachdem dies gelungen war, entnahmen sie einem männlichen Down-Patienten eine Zellprobe und erzeugten daraus Stammzellen. Da die Zellen von einem Down-Patienten entnommen worden waren, enthielten sie auch ein überzähliges 21. Chromosom.

In die Zellen brachten die Forscher das XIST-Gen ein und aktivierten es durch einen chemischen Stoff. Es zeigte sich, dass das eingebrachte Gen das überschüssige 21. Chromosom stilllegen konnte. Die Genaktivität der Zellen des Down-Spenders glich nach der Behandlung mit dem XIST-Gen denen eines gesunden Spenders.

Das Forschungsergebnis liefert wichtige Informationen darüber, wie das Stilllegen von Chromosomen funktioniert. Mit der neuen Methode lässt sich außerdem erforschen, welche Gene bei der Trisomie 21 für welche Behinderung verantwortlich ist. Außerdem erhoffen sich die Forscher, dass ihre Arbeit den Weg zu einer Chromosomen-Therapie für Down-Patienten eröffnet.

Der erste Schritt sei gemacht. Allerdings hat die Ruhigstellung des Chromosoms bisher nur in einer Kulturschale im Labor funktioniert. Die Anwendung am Menschen liege deshalb noch in weiter Ferne, so die Wissenschaftler. Auch eine Behandlung im Mutterleib sei bisher nicht denkbar, da sich die Erbgutstörung bereits sehr früh zeigt, noch bevor eine Erkrankung am Down-Syndrom erkannt wird. Außerdem sei eine solche Behandlung sehr riskant und ethisch fragwürdig, schreiben die Wissenschaftler. Es ist aber möglich, dass sich aus den Erkenntnissen neue Therapien ergeben, die beispielsweise die kognitive Entwicklung von Down-Patienten im frühen Alter fördern können.