ArchivDeutsches Ärzteblatt1-2/2004Fortschritte in der dermatologischen Molekulardiagnostik und Gentherapie

MEDIZIN: Kongressberichte und -notizen

Fortschritte in der dermatologischen Molekulardiagnostik und Gentherapie

Dtsch Arztebl 2004; 101(1-2): A-50 / B-45 / C-45

Hengge, Ulrich; Ruzicka, Thomas

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LNSLNS Die Gentherapie hat sich zu einem bedeutenden Zweig der wissenschaftlichen Forschung entwickelt. Klinisch wurden weltweit bislang 3 000 Patienten mit der Gentherapie behandelt. Am häufigsten werden nach wie vor Retroviren und Adenoviren für den Gentransfer verwendet. Nichtvirale Vektorsysteme, die ein günstiges Sicherheitsprofil besitzen, werden heute häufiger eingesetzt, ihr Anteil beträgt etwa 25 Prozent. Das Hauptanwendungsgebiet für die Gentherapie liegt in der Behandlung von Krebserkrankungen, gefolgt von monogenen Erbkrankheiten und Infektionskrankheiten inklusive Aids sowie vaskuläre Erkrankungen. Wesentliche, für die Patienten bedeutende Fortschritte wurden in der Therapie der Hämophilie B (Faktor IX) mittels Adeno-assoziiertem Gentransfer zur Transduktion von Muskeln, Haut und Leber in Phase-1-Studien verzeichnet. Hierbei wurden therapeutische Konzentrationen an Faktor IX für mehr als ein Jahr erzielt, wie auf dem 2nd International Symposium on Molecular Diagnostics and Skin Gene Therapy an der Hautklinik der Heinrich Heine-Universität Düsseldorf berichtet wurde. Weitere Erfolg versprechende Phase-2-Studien bestehen zur Behandlung der zystischen Fibrose und zur Therapie von soliden Tumoren unter Verwendung von onkolytischen Adeno- und Herpes-simplex-Viren.
Ethische Beurteilung
Die ethischen Implikationen der verschiedenen Gentransferstrategien sowie die öffentliche Akzeptanz der Gentherapie wurden von Paul Billings, University of California, Berkeley, diskutiert. Die kürzlich aufgetretenen zwei Fälle von Leukämie im Rahmen einer Gentherapiestudie gegen das „severe combined immune deficiency syndrome“ (SCID), haben die Bedeutung unterstrichen, ein umfangreiches Verständnis der Technologie und eine Nutzen-Risiko-Abwägung zu kommunizieren, um die öffentliche Akzeptanz zu verbessern. Die Zwischenfälle unterstreichen die Bedeutung, vor breit angelegter klinischer Anwendung relevante Daten zur Verträglichkeit und zu Langzeitnebenwirkungen in geeigneten Tiermodellen für die jeweilige Erkrankung zu erhalten.
Joseph Glorioso, Pittsburgh, forderte die Einführung von Referenzstämmen, Vektor- und Dosierstandards sowie eine hoch gereinigte Vektorproduktion. Zukünftig wird es wichtig sein, den geeigneten Vektor für die gegebene Erkrankung eines betroffenen Patienten auszuwählen und den klinischen Erfordernissen anzupassen. Die Gentherapie wird deshalb in der nächsten Entwicklungsstufe Teil einer multimodalen Therapie unter anderem gegen Krebs werden. Glorioso findet es vermessen zu behaupten, dass die Gentherapie alleine gegen Krebs erfolgreich sein könnte. Von den Teilnehmern wurde gefordert, den Zulassungsprozess somatischer Gentherapeutika demjenigen von pharmazeutischen Medikamenten, beispielsweise von Peptiden oder Antikörpern, anzupassen, um den Fortschritt in diesem Gebiet nicht durch besondere Zulassungsverfahren zu erschweren. Aufgrund der bestehenden Lücken im Verständnis relevanter biologischer und anderer interagierender Faktoren sollen die Keimbahngentherapie sowie die gentherapeutischen Interventionen an Embryonen und Feten nach einhelliger Ansicht der Teilnehmer nicht bei Menschen vorgenommen werden.
Molekulare Diagnostik
Mitglieder der Arbeitsgruppen von Francesco Marincola, NIH, Bethesda, sowie von Ulrich Hengge, Düsseldorf, präsentierten Daten zur molekula-
ren Klassifizierung des malignen Melanoms. Bislang wurden klinische und histopathologische Parameter zur Beschreibung des Spektrums der Melanomerkrankung verwendet. Neben verschiedenen Immunantwortgenen wurden einige Signaltransduktionswege (beispielsweise Ras/Raf, Jak/STAT) im Melanom auf RNA- und Proteinebene untersucht. Hierdurch wurden Cluster von individuellen Tumoren definiert, die verschiedenen Untergruppen dieses Tumors entsprechen. Darüber hinaus wurden Fortschritte in der dendritischen Zellvakzinierung gegen das maligne Melanom und bei der Therapie mit immunstimulatorischen CpG-Sequenzen anhand abgeschlossener und laufender Studien präsentiert.
Gentherapie der Haut
Tamar Tennenbaum und Liora Braiman, Israel, stellten eine neue topische Behandlung chronischer nichtheilender Wunden vor. Hierbei handelt es sich um Eingriffe in das Proteinkinase-C-System mit dem Ziel, die Migration von epithelialen Zellen über die Wundfläche und damit die Wundheilung mittels adenoviral exprimierter menschlicher Proteinkinase C im Bereich der Wundränder zu beschleunigen.
DNA-Vakzinierung
Die Vakzinierung mittels nackter DNA oder mit genetisch manipulierten dendritischen Zellen gegen Krebs und Infektionserkrankungen wurde am Beispiel der Vakzinierung gegen das maligne Melanom und der Immunisierung gegen die HIV-Infektion dargestellt. 20 Jahre nach Beginn der HIV-Epidemie erscheint die therapeutische DNA-Vakzinierung potenziell geeignet, den Erkrankungsverlauf zu modulieren, wohingegen eine präventive Vakzinierung nach wie vor nicht gelingt. Kombinierte therapeutische Strategien beispielsweise mit Toll-like-Rezeptoragonisten oder CpG-immunstimulatorischen Sequenzen als Adjuvanzien zur Verstärkung der Anti-HIV-Immunantworten zeigen erste Erfolge. Julianna Lisziewicz, Washington, stellte Studien zur topischen Vakzinierung an Primaten mit DermaVir vor. Nach topischer Applikation von HIV-Strukturgenen auf die Haut migrierten Langerhanszellen, die dendritischen Vorläuferzellen in der Epidermis, in die regionalen Lymphknoten und generierten beziehungsweise verstärkten eine zellvermittelte Immunität. Klinische Daten zur therapeutischen DNA- und Proteinvakzinierung stellte Britta Wahren, Stockholm, vor. Durch Immunisierung mit DNA-Expressionsvektoren, die für die regulatorischen HIV-Gene (Nef, Rev und Tat) kodierten, konnten in der Studie bei allen Patienten spezifische Gedächtnis-T-Zellen induziert werden; spezifische zytotoxische T-Zellen waren bei den meisten Patienten nachweisbar. Ähn-
liche Effekte konnten auch durch die Vakzinierung von HIV-Patienten mit dem rekombinanten HIV-Hüllprotein gp160 erzielt werden. Dies führte zu einem deutlichen Anstieg der T-Helfer-vermittelten HIV-spezifischen Immunantworten und zu einem messbaren, wenn auch geringen Anstieg der CD4-Zellzahl.
Während bei der klassischen Gentherapie die Korrektur von defekten oder fehlenden Genprodukten in allen Körperzellen das therapeutische Ziel ist, wird bei der Immungentherapie die Expression des therapeutischen Gens dazu genutzt, spezifische Immunantworten auszulösen. Optimalerweise sollten professionelle antigenpräsentierende Zellen (dendritische Zellen oder Langerhanszellen) das zur Immunisierung notwendige Gen exprimieren. Alternativ kann jedoch auch eine Präsentation von Genprodukten erfolgen, die von anderen Zellen, beispielsweise Keratinozyten, bei der so genannten Kreuzpräsentation exprimiert werden. Die Fortschritte auf dem Gebiet der Immunadjuvanzien (Toll-like-Rezeptoragonisten und CpG-immunstimulatorische Sequenzen) lassen weitere, klinisch nutzbare Fortschritte auf diesem Gebiet in absehbarer Zukunft erwarten.
Die genetische Vakzinierung gegen Tumoren und Infektionskrankheiten besitzt gegenüber der korrektiven Gentherapie einige Vorteile. Die bislang geringe Effizienz des Gentransfers ist für Immunisierungen ausreichend, wohingegen sie für die Langzeitexpression zur Korrektur beispielsweise von Blasen bildenden Genodermatosen oder Stoffwechselerkrankungen wie der Hämophilie bislang noch zu gering ist. Außerdem reduzieren neutralisierende Immunantworten des Wirts die Wirkungen der wiederholten Applikation von DNA-basierten Expressionsvektoren nicht, wie dies für virale Vektoren der Fall ist. Ferner ist eine korrekte Expression in bestimmten Zielgeweben (so genanntes „tissue targeting“) für Immunisierungen nicht zwingend notwendig, wohingegen therapeutische Gene zum Genersatz exakt in korrespondierenden Organen exprimiert werden müssen.
Auch unter Sicherheitsaspekten sind nichtvirale Vektoren vorteilhaft. Da nur eine vorübergehende (transiente) Genexpression gewünscht wird, um Toleranz und Autoimmunität zu vermeiden, wird eine Integration des therapeutischen Gens in betroffene Zellen im Gegensatz zur korrektiven Gentherapie nicht benötigt.
Leukämie durch insertionelle Mutagenese
Ausführlich wurden die im Rahmen der klinischen SCID-Gentherapiestudien aufgetretenen beiden Fälle von Leukämie diskutiert. Die gamma-C-Kette des Interleukinrezeptors wurde mittels Retroviren in die Knochenmarkstammzellen der betroffenen Babies transferiert. Nach Transplantation in den ersten Lebensmonaten war es im dritten Lebensjahr bei einem der beiden Kinder zu einer gamma-delta-T-Zell-Leukämie mit blastischer Zytologie gekommen. Bei dem anderen Patienten handelte es sich um drei Leukämie-Klone von alpha-beta-T-Zellen bei polyklonalem T-Zellrepertoire. Bei beiden Patienten ist eine Integration in das LMO-2-Gen aufgetreten, das einen Transkriptionsfaktor für die frühe Hämatopoese darstellt. Die Arbeitsgruppe von Christopher Baum, Hannover, hatte Faktoren identifiziert, die zur Kanzerogenese beigetragen haben könnten. Die Beschaffenheit des Transgens, das junge Alter der Patienten, die hohe Anzahl von Stamm-/Progenitorzellen sowie der hohe, selektive Überlebensvorteil transduzierter Zellen bei fehlender Ausreifung der natürlichen Killer- und T-Zellen könnte die Entwicklung der Leukämie begünstigt haben. Es wurden deshalb verschiedene Strategien (so genannte Isolatoren, Suicide-Genstrategie, alternative Vektoren in geringerer Konzentration) diskutiert, um das Risiko der Integration an unerwünschten Stellen im Genom zu minimieren. Durch eine Intensivierung der Forschung auf dem Gebiet der insertionellen Mutagenese müssen diese für die Gentherapie wichtigen basisbiologischen Fragen beantwortet werden, um die Sicherheit für künftige Patienten zu erhöhen.

Die Konferenz wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft finanziell unterstützt und fand in Zusammenarbeit mit der Deutschen Gesellschaft für Gentherapie, der American Society of Gene Therapy, der Deutschen Dermatologischen Gesellschaft sowie dem Ministerium für Wissenschaft und Forschung NRW und der Joachim-Kuhlmann AIDS-Stiftung statt.

Anschrift der Verfasser:
Prof. Dr. med. Ulrich Hengge
Prof. Dr. med. Dr. h.c. Thomas Ruzicka
Hautklinik der Heinrich-Heine-Universität
Moorenstraße 5
40225 Düsseldorf

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