Entwicklung eines auf der Gen-Editierungsmethode CRISPR/Cas9 basierenden Ansatzes als neue Strategie zur personalisierten Gentherapie monogenetischer Blutkrankheiten

• Antragsteller: Dr. Ralf Kühn; Privatdozent Dr. Frank Schnütgen
• Fachliche Zuordnung: Hämatologie, Onkologie ; Evolutionäre Zell- und Entwicklungsbiologie der Tiere
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 280987238

Ein signifikanter Anteil hereditärer, monogenetischer Erkrankungen wird durch patientenspezifische Mutationen verursacht, die über den gesamten Bereich der jeweilig betroffenen Gene verteilt sind. In mehreren klinischen Studien konnte gezeigt werden, dass derartige Mutationen durch die Einführung gesunder Genkopien in das Genom der erkrankten Zellen mittels generischer retroviraler Genfähren korrigierbar sind. Allerdings führten die ungerichteten retroviralen Integrationen in Abwesenheit endogener Krontrollelemente häufig zu unerwünschten Komplikationen, die von epigenetischer Geninaktivierung bis zu lebensbedrohlichen Leukämien reichen. Zur Umgehung dieser Problematik, schlagen wir hier die Entwicklung eines CRISPR/Cas9 basierenden Gentherapieansatzes zur in situ Korrektur von punktmutierten Krankheitsgenen vor und werden hierfür die hereditäre chronische Granulomatose (X-CGD) und die hereditäre kombinierte Immundefizienz (X-SCID) als entsprechende Krankheitsmodelle benutzen. In einem ersten Schritt werden wir humane, hämatopoetische Zelllinien generieren, die punktmutierte, patientenspezifische Varianten der kausativen CYBB (X-CGD) oder IL2R-gamma (X-SCID) Gene exprimieren. In einem zweiten Schritt werden wir die Genkorrektureffizienz spezifischer CRISPR/Cas9 exprimierender, Integrase-defizienter Lentiviren (IDLVs) in diesen Zelllinien testen. Mutationen, die sich in diesem Screen erfolgreich korrigieren lassen, werden wir über Zygoten-Mikroinjektion in die Mauskeimbahn einbringen und dadurch Patienten-spezifische, X-CGD und X-SCID Mausmodelle generieren. Schließlich werden wir versuchen die X-CGD und X-SCID Mäuse durch Transplantation von ex-vivo CRISPR/Cas9-IDLV transduzierten hämatopoetischen Stammzellen zu heilen. Insgesamt, würde eine erfolgreiche Behandlung den Beweis für die Realisierbarkeit einer personalisierten Gentherapie liefern.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen