Genom-Editing: Hühner zeigen Teilimmunität gegen Vogelgrippe
Forscher der Universität Edinburgh konnten das Vogelgrippe-Virus teilweise - wenn auch nicht gänzlich - daran hindern, Hühner zu infizieren, indem sie einen kleinen Abschnitt der DNA veränderten.
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Die gentechnisch veränderten Hühner zeigten keinerlei Anzeichen dafür, dass diese genetischen Veränderungen sich negativ auf ihre Gesundheit oder ihr Wohlbefinden auswirkten, so die Experten. Die Ergebnisse bedeuten zweifellos einen ermutigenden Fortschritt. Dennoch betonen die Forscher, dass weitere Gen-Editierungen erforderlich wären, um eine Hühnerpopulation zu erzeugen, die vollständig gegen die Vogelgrippe immun ist.
Gentechnik Wissenschaftler der University of Edinburgh, des Imperial College London und des Pirbright Institute züchteten die Hühner mithilfe von Gentechnik, um den Bereich der DNA zu modifizieren, der für die Produktion des Proteins ANP32A verantwortlich ist. Grippeviren nutzen dieses Molekül während einer Infektion, um sich zu vermehren.
Als die gen-editierten Hühner dem H9N2-UDL-Stamm des aviären Influenzavirus in normaler Dosis ausgesetzt wurden, blieben neun von zehn Vögeln frei von einer Infektion, und das Virus breitete sich nicht auf andere Hühner aus.
Genom-Editierung erzeugte nur teilweise Schutzwirkung
Das Forschungsteam setzte die gen-editierten Vögel einer künstlich hohen Dosis des Vogelgrippevirus aus, um ihre Widerstandsfähigkeit weiter zu testen. Bei dieser Exposition wurden die Hälfte der Gruppe - 5 von 10 Vögeln - infiziert. Dennoch bot die Gen-Editierung einen gewissen Schutz, da die Virusmenge bei den infizierten gen-editierten Hühnern deutlich niedriger war als bei nicht-gen-editierten Hühnern während einer Infektion.
Die Gen-Editierung trug auch dazu bei, die Weiterverbreitung des Virus auf nur eines von vier nicht-gen-editierten Hühnern zu begrenzen, die im gleichen Brutkasten gehalten wurden. Es fand keine Übertragung auf gen-editierte Vögel statt.
Virale Evolution und Risiken für den Menschen
Die Wissenschaftler stellten fest, dass sich das Virus bei den gen-editierten Vögeln so angepasst hatte, dass es schließlich die Unterstützung von zwei verwandten Proteinen - ANP32B und ANP32E - zur Vermehrung nutzte.
Nach Labortests stellten die Forscher weiter fest, dass einige der Virus-Mutationen es schafften, die humane Version des Proteins ANP32 zur Vermehrung zu nutzen. Die Vermehrung in Zellkulturen der menschlichen Atemwege blieb jedoch gering. Experten betonen jedoch, dass zusätzliche genetische Veränderungen erforderlich wären, damit das Virus Menschen effektiv infizieren und sich verbreiten könne. Allerdings zeigten sich hier gewisse Risiken, dass das Virus sich leichter an den menschlichen Organismus anpassen könne.
Die Ergebnisse verdeutlichen auch, dass die einzelne Gen-Editierung von ANP32A nicht robust genug ist, um in der Hühnerproduktion angewendet zu werden, so das Forscherteam.
Notwendigkeit weiterer Genom-Editierungen
Um das Auftreten von entweichenden Viren zu verhindern - Viren, die sich anpassen, um der Gen-Editierung zu entgehen und eine Infektion zu verursachen - konzentriert sich das Forschungsteam auf andere Bereiche der DNA, die für die Produktion aller drei Proteine - ANP32A, ANP32B und ANP32E - in laborgezüchteten Hühnerzellen verantwortlich sind. In Laborkulturen wurde das Wachstum des Virus erfolgreich in Zellen mit den drei Gen-Editierungen blockiert. Der nächste Schritt wird sein, Hühner mit Editierungen aller drei Gene züchten.
Noch weitere Forschung erforderlich
Die Gen-Editierung bei Hühnern biete einen vielversprechenden Weg zur dauerhaften Immunität gegen die Geflügelpest, die über Generationen von Hühnern weitergegeben werden könnte und sowohl Nutzgeflügel schütze als auch die Risiken für Menschen und Wildvögel an der Geflügelpest zu erkranken reduziere, so die Forscher. Gleichzeitig sei weitere Forschung nötig, da die Eindämmung der Ausbreitung der aviären Influenza bei Hühnern mehrere gleichzeitige genetische Veränderungen erfordere.
Professor Mike McGrew, Leiter der Studie am Roslin Institute der University of Edinburgh, äußerte sich optimistisch: "Obwohl wir noch nicht die perfekte Kombination von Gen-Editierungen bei Hühnern haben, um diesen Ansatz in die Praxis umzusetzen, haben uns die Ergebnisse viel darüber gelehrt, wie das Influenzavirus innerhalb der infizierten Zelle funktioniert und wie seine Vermehrung verlangsamt werden kann."
