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Wissen Gene Drive: Wie Wissenschaftler endlich Malaria besiegen wollen
Nachrichten Wissen Gene Drive: Wie Wissenschaftler endlich Malaria besiegen wollen
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09:31 29.03.2019
Malaria wird von Mücken übertragen. Quelle: imago
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Hannover

Stellen Sie sich vor, Sie sind ein sehr kluger Wissenschaftler. Sie machen eine Entdeckung, die die Welt von einer gigantischen Bedrohung erlösen könnte. Die vielleicht Hunderttausenden Menschen das Leben retten und Millionen vor Leid bewahren wird. Doch zugleich gibt es die Angst, dass der Einsatz Ihrer Technologie viel zu riskant sein könnte. Dass man ihre Wirkung nicht abschätzen kann. Klingt nach Science Fiction? Ist es aber nicht.

Die Bedrohung, um die es geht, heißt Malaria. Rund 219 Millionen Fälle gab es 2017 weltweit, sagt die Weltgesundheitsorganisation WHO. 435.000 Menschen sind an den Parasiten, die durch Moskitos übertragen werden, gestorben. Und das, obwohl Milliarden Dollar in den Kampf gegen die Krankheit fließen. „Um zu verhindern, dass Menschen unter Malaria leiden, muss man verhindern, dass sie gestochen werden“, sagt Bhargavi Rao, Malaria-Expertin bei Ärzte ohne Grenzen. Doch Netze, Medikamente, Pestizide, die Forschung an Impfstoffen – das alles reichte bisher nicht, um diesen Kampf zu gewinnen. Tatsächlich ist die Zahl der Malaria-Fälle in den vergangenen Jahren sogar wieder gestiegen.

Ein Wissenschaftler kann das Schicksal einer ganzen Art bestimmen

Doch nun verspricht eine neue Technologie, das Problem ein für alle Mal zu lösen. Sie heißt Crispr/Cas-Gene Drive (auf deutsch: Genantrieb mit Crispr/Cas). Erfunden hat sie, gemeinsam mit Kollegen, der Wissenschaftler Kevin Esvelt. „Noch vor sechs Jahren konnte sich niemand vorstellen, dass wir ohne Weiteres die Merkmale einer ganzen Spezies einfach so verändern können“, sagte Esvelt im November auf der „Falling Walls“-Konferenz in Berlin. Heute ist genau das möglich: Theoretisch kann ein einziger Wissenschaftler über das Schicksal einer ganzen Spezies bestimmen. Ein internationales Forschungskonsortium namens „Target Malaria“ will die Gene-Drive-Technologie jetzt nutzen, um Malaria auszulöschen.

Normalerweise stehen die Chancen für ein Gen, vererbt zu werden, 50:50. Entsteht ein neues Lebewesen – ob Moskito oder Mensch – dann bekommt es einen Teil seiner Chromosomen von der Mutter, den anderen vom Vater. Neue Mutationen – auch wenn sie von Vorteil sind – brauchen deshalb Zeit, um sich durchzusetzen. Mit einem Gene Drive ist das anders, dann spielt der Zufall quasi keine Rolle mehr. Mit dem Verfahren liegt die Wahrscheinlichkeit, dass ein Lebewesen ein bestimmtes Gen erhält, bei fast hundert Prozent. Das heißt: Ein Gene Drive sorgt dafür, dass sich ein bestimmtes Merkmal sehr schnell in einer Population verbreitet. Durch die Kombination mit der Genschere Crispr/Cas haben Gene Drives nun die Aufmerksamkeit vieler Wissenschaftler geweckt. Mit Hilfe der Genschere kann man nicht nur bestimmen, welche Eigenschaft man durch die Genmanipulation erzielen will (ob ein Organismus zum Beispiel gelb leuchten oder unfruchtbar werden soll), sondern das Merkmal quasi auch direkt auf die Überholspur setzen.

Die Moskitos setzen sich außer Gefecht

Dazu wird einmal wird das gewünschte Gen verändert. Das wäre aber nur eine „herkömmliche“ gentechnische Veränderung. Für den Crispr/Cas-Gene-Drive braucht es noch einen weiteren Kniff: Zusätzlich zu den Veränderungen des Gens baut man nämlich die nötigen Informationen für die Crispr/Cas-Genschere ein. Die sorgt dafür, dass die Veränderung auf beide Chromosomen übertragen wird – der Organismus kann nur noch die veränderte Version vererben. Wenn dann ein gentechnisch veränderter und ein „wilder“ unveränderte Typ aufeinandertreffen, wird wieder die Genschere aktiv. Nun kann auch dieses Individuum nur veränderte Gene vererben. Wenn es sich fortpflanzt, geht das Spiel von vorne los.

Was das alles mit Malaria zu tun hat? Man kann Crispr/Cas-Gene Drive auch bei Malaria-Mücken einsetzen: Entweder indem man versucht, die Moskitos erst immun gegen die Parasiten zu machen und dann diese Eigenschaften per Gene Drive schnell zu verbreiten. Oder indem man die relevanten Moskito-Arten per Gene Drive so stark dezimiert, dass sie kaum noch eine Rolle spielen. Dann setzen sie sich quasi selbst außer Gefecht.

Werden 2026 die ersten Gene-Drive-Moskitos in die Wildnis entlassen?

Genau das ist der Plan des Forschungskonsortiums „Target Malaria“. „Wir wollen die Zahl der Moskitos, die in Afrika Malaria übertragen, spürbar senken“, sagt Austin Burt. Dass der Crispr/Cas-Gene Drive im Labor und bei Moskitos funktioniert, zeigen Experimente aus dem vergangenen Jahr: Jedes Mal wenn sie sich vermehrten, kamen die Moskitos ihrem Ende näher. Um das zu erreichen, hatten die Wissenschaftler von „Target Malaria“ ein sogenanntes Double-Sex-Gen verändert. Den Mücken-Männchen machte das nichts, aber trug ein Weibchen das veränderte Gen, konnte es keine Eier mehr legen: es wurde unfruchtbar. Der Gene Drive sorgte dafür, dass die Population bei einem Versuch nach elf, bei einem zweiten nach nur acht Generationen zusammenbrach.

Burt, ein Gene-Drive-Pionier, glaubt, dass schon 2026 die ersten Gene-Drive-Moskitos in die Wildnis entlassen werden könnten. Andere Wissenschaftler denken, dass dazu mehr Zeit nötig sein wird. Doch wenn jemand diesen ehrgeizigen Plan umsetzen kann, dann sind es wohl Burt und „Target Malaria“. Das Forschungskonsortium wird von der „Bill und Melinda Gates Stiftung“ unterstützt und ist bereits in vier afrikanischen Ländern aktiv, führt dort erste Studien durch, probt den Umgang mit gentechnisch veränderten Moskitos. In Burkina Faso hat das Projekt vor Kurzem erstmals die Genehmigung erhalten, Tausende gentechnisch veränderte Test-Moskitos freizulassen – allerdings noch ohne Gene Drive. Das heißt, die Veränderung wird sich noch nicht selbstständig verbreiten, „aber wir können damit schon erste Annahmen testen“, sagt Burt.

Eine Welt ohne Malaria wäre eine bessere Welt

Bevor ein Gene Drive eingesetzt wird, müssen aber noch Fragen geklärt, Experimente gemacht werden. Funktioniert der Gene Drive in freier Wildnis genauso wie im Labor? Schneidet die Genschere zuverlässig oder gibt es unbeabsichtigte Effekte? Werden die Mücken vielleicht resistent gegen den Gene Drive? Wie kann man den Effekt eines Gene Drives umkehren oder lokal begrenzen? An all diesen Fragen arbeiten Wissenschaftler.

Eine Welt ohne Malaria wäre eine bessere Welt – da sind sich alle einig. Doch wie weit sind wir bereit, dafür zu gehen? Malaria ist eine Krankheit der Armen und der Kinder. Sie trifft die, die es sowieso schon schwer haben – Länder wie Menschen. Doch was Malaria etwa für eine Familie bedeutet, das zeigen die Zahlen nur ungenügend. Bhargavi Rao von Ärzte ohne Grenzen erzählt daher den Fall einer Familie aus dem Kongo. Ein sieben Monate altes Kind infiziert sich mit Malaria, nachdem es vor Rebellen in den Dschungel fliehen musste. Die Mutter wendet sich an das zu Fuß eine Stunde entfernte Gesundheitszentrum. Doch obwohl es dort Hilfe bekommt, reicht das nicht: Das Kind – vielleicht weil es auch unterernährt ist – erholt sich nicht.

Enge Kooperation zwischen Wissenschaftlern und Ländern nötig

Also bringt die Mutter ihre anderen fünf Kinder bei Verwandten und Bekannten unter und macht sich mit dem komatösen Baby zum nächsten Krankenhaus auf: Erst drei Stunden mit dem Boot, dann drei Stunden auf dem Motorrad über Dreckstraßen – eine Reise, die alles Geld, das sie hat, verschlingt. Im Krankenhaus kann dem Kind mit einer intravenösen Behandlung geholfen werden, aber weil die Mutter nun kein Geld mehr hat, muss sie mit dem Kind nach Hause laufen. „Die Geschichte zeigt, dass es nicht reicht, allein in Behandlungen zu investieren“, sagt Rao. Man müsse den zusätzlichen Schritt unternehmen, die Infektion wirklich zu verhindern. Kann Gene Drive dieser Schritt sein?

„Vielleicht denken die Menschen, die mit Gene Drive involviert sind, dass damit ein schneller Sieg gegen Malaria möglich ist. Vielleicht denken sie das auch zu recht“, sagt Rao. „Aber sie haben eine ethische Verantwortung, mit den Menschen vor Ort zusammenzuarbeiten.“ Sie fordert daher eine enge Kooperation zwischen Wissenschaftlern und den betroffenen Ländern. Moskitos scheren sich nicht um Landesgrenzen.

Würde jemand die Moskitos vermissen?

Alle Länder, die betroffen sind, müssten sich deshalb vorher einig sein, dass sie einen Gene Drive wollen. „Target Malaria“ arbeitet deshalb schon jetzt mit Behörden zusammen, gründet Malaria-Zentren, probt Abläufe, wirbt um Vertrauen. „Ich schwanke eigentlich täglich darin, was ich als größere Herausforderung betrachte: Die Wissenschaft oder die Politik“, sagt Burt.

Und die Malaria-Moskitos – würde sie jemand vermissen? Eigentlich wollen sie doch nur Leben in die Welt setzen. Doch dazu braucht es Blut. Also macht sich das Weibchen, wenn die Hitze des Tages vergangen ist, auf die Suche nach einem Opfer. Und mit dem Speichel, der eigentlich nur verhindern soll, dass das Blut beim Saugen verklumpt, fließen auch die Krankheitserreger. „Studien zeigen, dass die Malaria-Moskitos für kein Lebewesen eine Hauptnahrungsquelle sind“, sagt Burt. „Es ist unwahrscheinlich, dass ihre Reduzierung einen großen Effekt haben wird.“

Ein massiver Eingriff in das Ökosystem

Kritiker des Gene Drive sehen das anders. „Was Gene Drives, wenn sie in der Natur freigesetzt werden, für Auswirkungen haben werden, denken sich Forscher und Forscherinnen im Labor aus“, kritisiert Barbara Unmüßig, Vorsitzende der Heinrich-Böll-Stiftung. „Was in der Realität dann passiert, kann aber niemand abschließend sagen“. Ihre Befürchtung: Gene Drives greifen in die Evolution ein, bedrohen die Biodiversität, und könnten ganze Ökosysteme transformieren. Die Freisetzung von Gene-Drive-Moskitos könnte Nahrungsketten verändern und so zum Beispiel nützliche Organismen ausrotten, warnt Unmüßig.

Ein Gene Drive ist ein massiver Eingriff in das Ökosystem. Darf der Mensch so etwas überhaupt tun? Nein, sagen die Kritiker. „Gene Drives verändern das Erbgut ganzer Arten, rotten sie zum Teil aus. Das ist nicht nur ethisch fragwürdig“, sagt Unmüßig. Man habe sogar eine moralische Verpflichtung dazu, argumentieren dagegen die Befürworter. Weil man sonst den Tod Tausender Kinder in Kauf nehme.

„Sie sind Malaria einfach leid“

Andere sehen in der Arbeit von „Target Malaria“ und der Unterstützung von Bill Gates „medizinischen Kolonialismus“. Wir wollen keine gefährlichen Experimente in unserem Land. Wir wollen nicht, dass korrupte Politiker und Wissenschaftler in unserem Namen Entscheidungen treffen“, zitiert der „GuardianAli Tapsoba, den Präsidenten einer Organisation, die sich gegen die Projekte von „Target Malaria“ ausspricht. Der Schaden, den Malaria anrichtet, übertreffe alle denkbaren Risiken, die von einem Gene Drive ausgehen.

Auf der vergangenen UN-Biodiversitätskonferenz in Ägypten im November versuchte die Heinrich-Böll-Stiftung deshalb zusammen mit weiteren Unterstützern, ein Moratorium einzusetzen. Das hätte zur Folge gehabt, dass die Freisetzung von Gene Drives erst einmal verboten worden wäre. Die afrikanischen Staaten lehnten ein Moratorium jedoch ab. „Sie sind Malaria einfach leid“, sagt Burt.

Von Anna Schughart/RND

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