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Dresden

Der Gentest für unterwegs

Dresdner Studenten lassen die etablierte Fachwelt staunen. Sie machen Gendefekte schnell sichtbar.

Wenn ein Gen in unserer DNA defekt ist, können Kranknheiten entstehen. Dresdner Studenten können den Fehler finden – mit einem Papierstreifen. Foto: dpa/Angelika Warmuth
Wenn ein Gen in unserer DNA defekt ist, können Kranknheiten entstehen. Dresdner Studenten können den Fehler finden – mit einem Papierstreifen. Foto: dpa/Angelika Warmuth © Foto: dpa/Angelika Warmuth

Ob Krankheiten wie Mukoviszidose und Alzheimer oder die Anlage zur Entwicklung einer Brustkrebs-Erkrankung – ob ein Mensch daran erkranken kann, steht schon in seinen Genen geschrieben. Der Bauplan des Menschen ist seine DNA. Sie besteht aus verschiedenen Genen. Wie viele es gibt, ist bislang noch nicht klar. Es könnten 40.000 sein, schätzen die einen Wissenschaftler. Andere gehen sogar von 120.000 aus. Fest steht jedoch: Ist ein Gen defekt, kann das zu Krankheiten führen. Mittels eines Gentests lässt sich das schon seit mehreren Jahrzehnten untersucht. Doch der ist aufwendig und teuer. Studenten der TU Dresden haben nun eine Methode entwickelt, die deutlich günstiger ist. Und für die es noch nicht mal ein Labor braucht.

Bis zu 450 Euro kostet heute ein einziger Durchgang, der Test für ein einziges Gen. Auf die Ergebnisse müssen Patienten gewöhnlich lange warten. Manchmal Wochen, in einigen Fällen sogar Monate. Bisher ist dafür extrem teure Technik notwendig, die nur im Speziallabor zur Verfügung steht. Ein Problem für Regionen dieser Erde, in denen die medizinische Ausstattung nur mangelhaft ist. „Ziel der Studenten war es deshalb, eine Möglichkeit zu finden, wie es eben auch ohne Labor und teure Geräte geht“, erklärt Thorsten Mascher, Professor für Allgemeine Mikrobiologie an der TU Dresden und Betreuer des studentischen Projekts. Mit dem bewarb sich das Team beim iGEM Wettbewerb für Synthetische Biologie, bei dem Studenten aus aller Welt molekularbiologische Lösungen für globale Probleme suchen. Die Dresdner holten eine Goldmedaille.

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Die Studenten haben eine Methode entwickelt, die die defekten Gene ganz einfach aufspüren kann. Damit lassen sich Krankheiten frühzeitig erkennen, ihr Ausbruch womöglich verzögern oder ganz aufhalten. Sie benutzen dafür ein Eiweiß, was zusammen mit einem Hilfsmolekül in der Lage ist, die Gendefekte zielgerichtet aufzuspüren. Das Eiweiß heißt Cas9 und wird in der Welt der Biologie und Medizin gerade viel diskutiert. Im Zusammenspiel mit zwei Molekülen RNA, einer wichtigen Substanz für die Umsetzung der Erbinformation, wird Cas9 zur Genschere. Damit können Wissenschaftler an einer vorher bestimmten Stelle die DNA zielgenau durchtrennen. So lassen sich Gene ausschalten oder an der Schnittstelle neue Abschnitte einfügen. Das Erbgut kann dadurch viel einfacher verändert werden als bisher.


In Boston nahmen die Studenten der TU Dresden an der großen Präsentation des iGem-Wettbewerbs teil. Mit einer Goldmedaille im Gepäck kamen sie zurück.
In Boston nahmen die Studenten der TU Dresden an der großen Präsentation des iGem-Wettbewerbs teil. Mit einer Goldmedaille im Gepäck kamen sie zurück. © Foto: TU Dresden

Für ihren neuartigen Gentest nutzen die Dresdner Nachwuchsforscher eine Komponente dieses Prinzips, nämlich das Erkennen der DNA. Durch ein Hilfs-RNA-Molekül findet Cas9 damit zum gewünschten Gen. Die RNA ist sozusagen das Navigationssystem des Eiweißes. Soll später auf einen Gendefekt getestet werden, ist eine Blut- oder Speichelprobe des Menschen notwendig. Die Zellen darin werden in einer speziellen Lösung aufgebrochen. Dort hinein wird ein Papierstreifen gehalten, der die DNA aus der Probe bindet.

Dieser mit der DNA versehene Teststreifen wird nun in ein Gefäß gedippt, in denen das mit dem navigierenden RNA-Molekül versehene Cas9 auf seine Aufgabe wartet. Daher auch der Projektname DipGene. Weil Cas9 zusätzlich noch an ein sogenanntes Reporter-Molekül gebunden ist, verfärbt sich das Papier, wenn das Eiweiß auf das von ihm gesuchte Gen stößt. Der Gentest wird damit so einfach wie eine pH-Wert-Messung mittels Teststreifen.

Bei der Präsentation der Dresdner im Rahmen des Wettbewerbs in Boston staunte die Fachwelt über diese Idee. „Die Studenten haben gezeigt, dass die Methode funktioniert“, sagt Thorsten Mascher. Um die Ergebnisse in einer renommierten Fachzeitschrift zu veröffentlichen und sie so weiter bekannt zu machen, müssten jedoch noch weitere Tests durchgeführt und Daten erhoben werden. Mascher hofft, dass das in den nächsten Monaten passieren wird. „Momentan ist das Problem aber, dass die Studenten alle ihre Masterarbeiten vorbereiten und natürlich erst einmal ihren Abschluss im Blick haben.“ Das Team bestand ausschließlich aus Mitgliedern zweier Masterstudiengängen des Center for Molecular and Cellular Bioengineering (CMCB) der TU Dresden. Mit dabei waren neun Studenten aus Indien, Spanien, Russland, Deutschland, Iran, Kolumbien und Ecuador.

Mit der Methode der TU-Studenten würde sich eine neue Welt eröffnen. Gentests werden dadurch preiswert und für jeden zugänglich. Niemand wäre mehr auf ein Labor angewiesen, um sich auf Krankheiten zu testen. Das hätte auch einen anderen Vorteil. In der Vergangenheit war immer mal wieder bemängelt worden, dass von Privatkunden beauftragte Labore, die Gentests anbieten, Kundenproben und die Sequenzierungsdaten speicherten. Sie nutzten sie für Forschungsarbeiten oder gaben sie im schlimmsten Fall sogar an Dritte weiter. Ihre Kunden hatten sie darüber allerdings nicht ausreichend oder klar genug informiert.

Preiswerte Gentests für zu Hause – den jungen Forschern ist dabei durchaus bewusst, dass diese Möglichkeit auch ethische Fragen aufwerfen wird. Wenn wir uns alle ganz einfach selbst auf Gendefekte testen könnten, was würden wir über uns wissen wollen? Könnten wir den Verlockungen dieses neuen Wissens widerstehen? Wie würden wir mit für uns negativen Ergebnissen umgehen? Und welche Konsequenzen hätte das für unser Leben? Thorsten Mascher ist sich über solche Fragen bewusst. Trotzdem wäre so eine Möglichkeit des Testens eine große Hilfe. „Wir dürfen nicht vergessen, dass unser medizinischer Standard weltweit gesehen keinesfalls die Regel ist.“ So könnte der Test in armen Ländern beispielsweise auch für die Aids-Diagnostik genutzt werden. Ein schneller Test, der am Ende Menschleben retten kann.