Hochleistungs-Zellen für die Gentherapie

Ein neuer Typ von Zellen, den Forscher jetzt entwickelt haben, kann schnell und kontinuierlich große und definierte Mengen von retroviralen Viruspartikeln herstellen. Der Trick dabei: Man lässt die für die Virusproduktion erforderlichen Gen-Vektoren nicht an einer beliebigen Stelle in das Chromosom der Zelle integrieren, sondern an einem bestimmten, vorher markierten und zugänglich gemachten Ort, der besonders vorteilhafte Bedingungen für die Ablesung der Gene bietet. Ihr Verfahren zur Herstellung der Hochleistungs-Produktionszellen beschreiben die Wissenschaftler der Gesellschaft für Biotechnologische Forschung (GBF) und ihre Kollegen aus Frankreich und Portugal jetzt in der Fachzeitschrift Molecular Therapy.

Retroviren zählen zu den gebräuchlichsten „Gen-Fähren“ in der Grundlagenforschung und bei der Erprobung gentherapeutischer Methoden. Man nutzt sie vor allem, um Gene in Blutstammzellen einzuschleusen. Um das in therapeutischem Maßstab tun zu können, benötigt man eine größere Zahl solcher Viren – mitsamt der Gene, die sie übertragen sollen. Zur Herstellung dieser größeren Menge muss man die Vektoren in so genannte Produktionszellen einbringen: Sie lesen das Vektor-Konstrukt ab, komplementieren mit Virusproteinen und erzeugen dann zahlreiche Virus-Partikel.

Problemloser Austausch

Diese Art der Virenproduktion ist mühselig und aufwändig: „Im Prinzip verwendet man dazu noch immer die Methoden von vor 25 Jahren“, erklärt GBF-Wissenschaftlerin Dr. Dagmar Wirth. Gegenwärtige Verfahren beruhen darauf, die Vektoren in die Produktionszellen einzuschleusen, wo sie sich dann unkontrolliert in die Chromosomen einbauen. Dann wählt man diejenigen Zellen aus, die diese „Gen-Fracht“ am besten vervielfältigen. „Diese Zellen muss man dann noch für die Produktion in größerem Maßstab optimieren“, sagt Wirth.

Die praktischere Lösung: Man identifiziert statt dessen vorher die Stellen des Genoms, an denen eingebaute Gen-Vektoren besonders intensiv abgelesen werden, und platziert dort spezifische Schnittstellen, an denen die Vektoren leicht eingefügt werden können. Dazu dienten Dagmar Wirth und ihren Forscherkollegen so genannte „Rekombinase-Erkennungs-Sequenzen“. Man gewinnt so einen vielseitig nutzbaren Integrations-Ort, an dem man immer wieder neue, verschiedene Gen-Vektoren samt Fremdgenen einfügen und vervielfältigen kann.

„Die Vorteile des Verfahrens sind beträchtlich“, erklärt Dr. Hansjörg Hauser, Leiter des Forschungsbereichs Molekulare Biotechnologie der GBF. „Man erzielt höchstmögliche Virusproduktion. Außerdem kennt man die Eigenschaften der Produktionszelle – und diese ändern sich nicht bei jeder neuen Produktion. Man muss nicht jedes Mal von neuem nach Zellen mit brauchbaren Integrations-Stellen suchen. Das spart Zeit, und es spart die aufwändigen Screening-Systeme, die man für diese Suche sonst jedes Mal einsetzen muss.“ Besonders wichtig, so Hauser, sei gerade beim Thema Gentherapie der Aspekt der Sicherheit: „Wenn man weiß, an welcher Stelle des Chromosoms der Vektor sitzt, hat man nicht mehr das Risiko, dass er an einem gefährlichen Ort gelandet sein könnte. Zum Beispiel neben einem Krebsgen, das dann bei der Gentherapie ganz oder teilweise mit übertragen werden könnte.“

Originalartikel: R. Schucht, A.S. Coroadinha, M.A. Zanta-Boussif, M. Carrondo, H. Hauser and D. Wirth. A new generation of retroviral producer cells: Predictable and stable virus production by Flp mediated site-specific integration of retroviral vectors. Molecular Therapy, Vol. 14, Issue 2 , August 2006, Pages 285-292