Möglichkeit für neue Gentherapie gegen Herpes simplex

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Der WHO zufolge infizieren sich im Laufe des Lebens bis zu 80% der Weltbevölkerung mit Herpes. Infektionen mit dem Virus galten lange Zeit als unheilbar, da sich dieses in den menschlichen Zellen „verstecken“ kann. Forscher aus den USA haben nun eine neuartige Therapie entwickelt, die möglicherweise dieses Problem lösen könnte.

Konzept der Gentechnik und Genmanipulation. Die Hand ersetzt einen Teil eines DNA-Moleküls. 3D-Darstellung der DNA.

shutterstock.com / vchal

Formen des Herpes Simplex:

Als Herpes simplex wird allgemein eine Infektion mit dem Herpes-simplex-Virus (Kurz: HSV) bezeichnet. Solche Viren werden in Typ-1-Viren (HSV-1) und Typ-2-Viren (HSV-2) unterteilt. Während beide Virustypen zur Gruppe der DNA-Viren (d.h. Desoxyribonukleinsäure) gehören, ist vor allem HSV-1 Verursacher von Herpes simplex labialis (d.h. Lippenherpes) und HSV-2 hauptsächlich Herpes simplex genitalis (d.h. Genitalherpes). Die Infektion mit HSV1 kann in den meisten Fällen schon im Kindesalter passieren – ungefähr 70% bis 90% der erwachsenen Bevölkerung soll laut WHO mit diesem Virus infiziert sein. Nach einer primären Infektion, zum Beispiel durch Speichel bei HSV-2 oder über sexuellen Kontakt bei HSV-2, kann sich das Virus in lokale Nerven festsetzen und ein Leben lang in diesen überleben. Dadurch bindet sich das Virus sowohl in sensorischen Neuronen - wie Dorsalwurzelganglien in der Wirbelsäule - als auch in autonomen Neuronen – Hals- und Hauptbeckenganglien. Während anhaltenden Stresssituationen, bei Immunschwächung oder bei Fieber ist es möglich, dass es zu einer sogenannten Reinfektion (d.h. Reaktivierung der Infektion) kommen kann, wodurch erneut Bläschen im Mund- oder Genitalbereich entstehen. 

Seltenere Formen von Herpes simplex wären unter anderem: Herpes facialis (d.h. Herpes des Gesichts) oder Herpes-Gingivostomatitis (d.h. Herpes am Zahnfleisch). Während die derzeitige antivirale Therapie mithilfe von Arzneistoffen den Schweregrad akuter Infektionen minimieren und die Häufigkeit der Reinfektion durch Viren verringern kann, reduzieren oder eliminieren diese nicht das vorhandene Herpes simplex.

Geneditierung im amerikanischen Labor:

Genau deswegen haben US-Forscher in Seattle (USA) eine bestimmte Gentherapie des Herpes simplex Typ-1 entwickelt. Durch diesen Prozesses werden die Genome unter Verwendung von CRISPR / Cas9, Meganukleasen oder ähnlichen Enzymen direkt auf Störung oder Eliminierung ausgerichtet, während die Neuronen erhalten bleiben. 

  • CRISPR / Cas9 ist eine molekularbiologische Methode, um DNA gezielt zu verändern und zu schneiden. Wegen relativ einfacher Durchführung und geringen Kosten wird diese Methode in der Forschung vermehrt eingesetzt. 
  • Meganukleasen sind synthetisch angepasste Enzyme, mit denen Gene gezielt verändert oder ausgeschaltet werden können. Diese erkennen längere Gensequenzen und arbeiten spezifisch. 

Diese Gene bestehen aus einer kurzen RNA-Sequenz, welche an einer bestimmten Stelle der DNA bindet und einem Enzym, welches den DNA-Strang dort durchschneidet. Dadurch wird die Möglichkeit einer Reaktivierung und Pathogenese (d.h. Entstehung einer Krankheit) von Viren ausgeschlossen.

Therapie mit AAV:

Diese Therapie wurde in der im August 2020, in der wissenschaftlichen Fachzeitschrift Nature Communications, publizierten Studie an Mäusen untersucht, welche zuvor gezielt mit HSV-1 infiziert wurden. Während der schon in den Ganglien vorhandenen, jedoch nicht unmittelbar sichtbaren Virus-Phase, behandelte man die Tiere mit den Gen-Editoren. Damit diese Gen-Scheren die Mäuse-Neuronen in den Ganglien erreichen konnten, wurden diese via adeno-assoziierten Viren (Kurz: AAV) transportiert. Die AAV sind von einem Helfervirus abhängige Viren, welches dieselbe Zelle befällt. Diese werden in der Gentherapie verwendet, da sie keine pathogenen Eigenschaften besitzen und Neuronen infizieren können. 

Hochprozentige Resultate:

Mithilfe des Erprobens unterschiedlicher AAV und gleichzeitiges Anvisieren mehrerer Stellen innerhalb des HSV-Genoms ist es der Studie zufolge gelungen, mehr als 90% der Herpes-Gene zu zerstören. Die besten Ergebnisse der verbesserten AAV auf Einzelzellenebene erzielte man jedoch nicht mit der bekannten „Gen-schneide-Methode“ CRISPR/Cas9, sondern mithilfe Meganukleasen. Die Zahl der inaktiven HSV-1 Viren wurde - beim Transport mit dem AAV „1-8 Rh10“ und der Verwendung von zwei Meganukleasen, welche unterschiedliche HSV-1 Gene angriffen - um 92% gesenkt. 

Fazit:

Die durch die Meganuklease vermittelte Geneditierung würde vermutlich ausreichen, um die Verschlechterung des menschlichen Lippenherpes zu verhindern. Außerdem untersuchen die Studienforscher zurzeit eine ähnliche Therapieform für Herpes simplex Typ-2. Da man erste laut Forschern klinische Tests frühestens in drei Jahren durchführen könnte, dauert es noch länger, bis diese Behandlung auf den Markt erscheint. 


Quellenangaben:

Aubert, M., Strongin, D.E., Roychoudhury, P. et al. Gene editing and elimination of latent herpes simplex virus in vivo. Nat Commun 11. 2020. https://doi.org/10.1038/s41467-020-17936-5 

https://www.dkfz.de/de/f010/groups/kleinschmidt/index.html 

https://www.transgen.de/lexikon/1858.meganukleasen.html 

https://www.aerzteblatt.de/nachrichten/115732/Herpes-simplex-Gen-Editoren-zerstoeren-Virusgene-in-den-Ganglien 

https://www.virology.ws/2020/02/06/crispr-ing-herpes-simplex-virus/ 

https://www.netdoktor.at/krankheit/herpes-simplex-6478881 

Autor

Danilo Glisic

Letztes Update

29.10.2020

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