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Menschen gestalten: GVO Generation 1

Viele von uns werden mit Eigenschaften geboren, die uns helfen, in der Gesellschaft besser zu bestehen: Schönheit, Intelligenz, spektakuläres Aussehen oder körperliche Stärke. Aufgrund des Erfolgs der Genetik scheint es, als würden wir bald für etwas verfügbar sein, dem zuvor nicht unterworfen war – Menschen schon vor ihrer Geburt zu „gestalten“. 

Die notwendigen Qualitäten zu fragen, wenn sie nicht von Natur aus gegeben sind, um die im Leben so notwendigen Gelegenheiten vorzubestimmen. Wir tun dies mit Autos und anderen unbelebten Objekten, aber jetzt, da das menschliche Genom entschlüsselt wurde und wir bereits lernen, es zu bearbeiten, scheint es, dass wir der Entstehung sogenannter „Designer“, „gestalteter“ Kinder näher kommen . Sieht es so aus oder wird es bald Realität?

Lulu und Nana aus der Büchse der Pandora

Die Geburt der ersten Kinder mit verändertem Genom Ende 2019 sorgte für ernsthafte Resonanz in Wissenschaft und Öffentlichkeit. He Jiankui, Biologe an der Southern University of Science and Technology, China   (SUSTech)    – Am 19. November 2018, am Vorabend des zweiten Internationalen Gipfels zur Bearbeitung des menschlichen Genoms in Hongkong, in einem Interview mit  Associated Press   bekannt die Geburt der ersten Kinder in der Geschichte mit einem bearbeiteten Genom.

Die Zwillingsmädchen wurden in China geboren. Ihre Namen sowie die Namen ihrer Eltern wurden nicht bekannt gegeben: Die ersten „GVO-Kinder“ auf dem Planeten sind als Lulu und Nana bekannt. Laut dem Wissenschaftler sind die Mädchen gesund, und Eingriffe in ihr Genom haben die Zwillinge immun gegen HIV gemacht.

Das Ereignis, das wie bereits erwähnt wie ein neuer Schritt in der Entwicklung der Menschheit oder zumindest der Medizin erscheinen mag, löste bei den Kollegen des Wissenschaftlers keine positiven Emotionen aus. Im Gegenteil, er wurde verurteilt. Regierungsbehörden in China leiteten eine Untersuchung ein, und alle Experimente mit dem menschlichen Genom im Land wurden vorübergehend verboten.

Menschen gestalten: GMO Generation 2
He Jiankui /   ©   apnews.com/Mark Schiefelbein

Das von der Öffentlichkeit nicht geschätzte Experiment war wie folgt. Der Wissenschaftler nahm Spermien und Eizellen der zukünftigen Eltern, führte mit ihnen eine In-vitro-Fertilisation durch, er bearbeitete die Genome der resultierenden Embryonen mit der  CRISPR / Cas9-  Methode. Nach der Einnistung der Embryonen in die Gebärmutterschleimhaut der Frau war die werdende Mutter der Mädchen nicht mit HIV infiziert – im Gegensatz zum Vater, der Träger des Virus war.

Das  CCR5-  Gen, das für ein Membranprotein kodiert, das vom humanen Immunschwächevirus verwendet wird, um in Zellen einzudringen, wurde bearbeitet. Wenn es modifiziert wird, ist eine Person mit einer solchen künstlichen Mutation resistent gegen eine Infektion mit dem Virus.

Menschen gestalten: GMO Generation 3
Lulu und Nana /   ©   burcualem.com

Die Mutation, die He Jiankui künstlich zu erzeugen versuchte, heißt   CCR5 Δ32  : Sie kommt auch in der Natur vor, aber nur bei wenigen Menschen, und hat seit langem die Aufmerksamkeit von Wissenschaftlern auf sich gezogen. Experimente an Mäusen im Jahr 2016 zeigten, dass   CCR5 Δ32   die Funktion des Hippocampus beeinflusst und das Gedächtnis signifikant verbessert. Seine Träger sind nicht nur immun gegen HIV, sondern erholen sich auch schneller nach einem Schlaganfall oder Schädel-Hirn-Trauma, haben ein besseres Gedächtnis und bessere Lernfähigkeiten als „normale“ Menschen.

Allerdings kann bisher kein Wissenschaftler garantieren, dass   CCR5 Δ32   keine unbekannten Risiken birgt und dass solche Manipulationen mit dem  CCR5-  Gen keine negativen Folgen für den Träger der Mutation haben. Jetzt ist die einzige negative Folge einer solchen Mutation bekannt: Der Organismus seiner Besitzer ist anfälliger für West-Nil-Fieber, aber diese Krankheit ist ziemlich selten.

Inzwischen hat die Universität, an der der chinesische Wissenschaftler arbeitete, seinen Mitarbeiter verstoßen. Die Alma Mater gab an, dass sie nichts von den Experimenten von He Jiankui wussten, die sie als groben Verstoß gegen ethische Grundsätze und wissenschaftliche Praxis bezeichneten, und dass er außerhalb der Mauern der Institution an ihnen beteiligt war.

Es ist zu beachten, dass das Projekt selbst keine unabhängige Bestätigung erhielt und kein Peer Review bestand und seine Ergebnisse nicht in wissenschaftlichen Publikationen veröffentlicht wurden. Wir haben nur die Aussagen eines Wissenschaftlers.

Die Arbeit von He Jiankui verstieß gegen das internationale Moratorium für solche Experimente. Das Verbot ist in fast allen Ländern auf gesetzgeberischer Ebene verankert. Kollegen des Genetikers sind sich einig, dass der Einsatz der  CRISPR/Cas9  Genomic Editing   Technologie   beim Menschen enorme Risiken birgt.

Der zentrale Kritikpunkt ist jedoch, dass die Arbeit des chinesischen Genetikers nichts Innovatives hat: Niemand hat solche Experimente zuvor aus Angst vor unvorhersehbaren Folgen durchgeführt, weil wir nicht wissen, welche Probleme modifizierte Gene für ihre Träger und Nachkommen bereiten können.

Wie die britische Genetikerin Maryam Khosravi auf ihrem Twitter-Account sagte: „Wenn wir etwas können, heißt das nicht, dass wir es tun müssen.“

Übrigens, im Oktober 2018, noch vor der schockierenden Aussage des chinesischen Wissenschaftlers, gaben russische Genetiker vom Kulakov National Medical Research Center of Geburtshilfe, Gynäkologie und Perinatologie auch die erfolgreiche Änderung des  CCR5-   Gens mit dem  CRISPR / Cas9-  Genomeditor bekannt und Embryonen zu erhalten, die nicht den Auswirkungen von HIV ausgesetzt sind. Natürlich wurden sie vernichtet, damit es nicht zur Geburt von Kindern kam.

40 Jahre zuvor

Schneller Vorlauf vier Jahrzehnte. Im Juli 1978 wurde Louise Brown in Großbritannien geboren – das erste Kind, das durch In-vitro-Fertilisation geboren wurde. Dann verursachte ihre Geburt viel Lärm und Empörung und ging zu den Eltern des „Retortenbabys“ und den Wissenschaftlern, die den Spitznamen „Frankenstein-Ärzte“ erhielten.

Menschen gestalten: GMO Generation 4
Luise Braun. In der Kindheit und jetzt /   ©   dailymail.co.uk

Aber wenn dieser Erfolg einigen Angst machte, gab er anderen Hoffnung. So gibt es heute auf dem Planeten mehr als acht Millionen Menschen, die ihre Geburt der IVF-Technik verdanken, und viele der damals populären Vorurteile wurden ausgeräumt.

Allerdings gab es noch eine Sorge: Da die IVF-Methode davon ausgeht, dass ein „fertiger“ menschlicher Embryo in die Gebärmutter eingesetzt wird, kann dieser vor der Einnistung genetisch verändert werden. Wie wir sehen können, ist nach einigen Jahrzehnten genau das passiert.

Menschen gestalten: GMO Generation 5
IVF-Verfahren /   ©   freepik.com

Lässt sich also eine Parallele zwischen den beiden Ereignissen ziehen – der Geburt von Louise Brown und den chinesischen Zwillingen Lula und Nana? Lohnt es sich zu argumentieren, dass die Büchse der Pandora geöffnet ist und es sehr bald möglich sein wird, ein Kind zu „bestellen“, das nach einem Projekt, dh einem Designer, erstellt wurde? Und vor allem – wird sich die Einstellung der Gesellschaft gegenüber solchen Kindern ändern, wie sie sich heute gegenüber Kindern „aus dem Reagenzglas“ praktisch geändert hat?

Embryonenselektion oder genetische Veränderung?

Es ist jedoch nicht nur die Genom-Editierung, die uns einer Zukunft näher bringt, in der Kinder vorgeplante Qualitäten haben werden. Lulu und Nana verdanken ihre Geburt nicht nur den  CRISPR / Cas9-  Gen-Editing-   Technologien   und IVF, sondern auch der genetischen Präimplantationsdiagnostik von Embryonen (PID). Während seines Experiments verwendete He Jiankui die PID von bearbeiteten Embryonen, um Chimärismus und Off-Target-Fehler zu erkennen.

Und wenn die Bearbeitung menschlicher Embryonen verboten ist, dann nicht die genetische Präimplantationsdiagnostik, die darin besteht, das Genom von Embryonen für einige erbliche Erbkrankheiten zu sequenzieren und anschließend gesunde Embryonen auszuwählen. Die PID ist eine Art Alternative zur Pränataldiagnostik, nur ohne dass bei genetischen Auffälligkeiten die Schwangerschaft abgebrochen werden muss.

Experten weisen darauf hin, dass die ersten „echten“ Designerkinder gerade durch die Auswahl der Embryonen und nicht durch Genmanipulation gewonnen werden.

Bei der PID werden Embryonen, die durch In-vitro-Fertilisation gewonnen wurden, einem genetischen Screening unterzogen. Dabei werden Zellen in einem sehr frühen Entwicklungsstadium aus Embryonen entnommen und deren Genome „ausgelesen“. Die gesamte oder ein Teil der DNA wird gelesen, um zu bestimmen, welche Varianten von Genen sie trägt. Danach können die werdenden Eltern wählen, welche Embryonen sie in der Hoffnung auf eine Schwangerschaft implantieren möchten.

Menschen gestalten: GMO Generation 6
Präimplantationsdiagnostik (PID) /   ©  vmede.org

Die genetische Präimplantationsdiagnostik wird bereits von Paaren verwendet, die glauben, dass sie Gene für bestimmte Erbkrankheiten tragen, um Embryonen zu identifizieren, denen diese Gene fehlen. In den Vereinigten Staaten werden solche Tests in etwa 5 % der IVF-Fälle verwendet. Es wird normalerweise an drei bis fünf Tage alten Embryonen durchgeführt. Solche Tests können Gene nachweisen, die etwa 250 Krankheiten tragen, darunter Thalassämie, Alzheimer im Frühstadium und Mukoviszidose.

Allerdings ist die PID heute als Technologie für die Gestaltung von Kindern nicht sehr attraktiv. Das Verfahren zur Gewinnung von Eiern ist unangenehm, birgt Risiken und bietet nicht die erforderliche Anzahl von Zellen zur Selektion. Aber alles wird sich ändern, sobald mehr Eizellen zur Befruchtung (zum Beispiel aus Hautzellen) gewonnen werden können, und gleichzeitig werden Geschwindigkeit und Kosten der Genomsequenzierung steigen.

Der Bioethiker Henry Greeley von der Stanford University in Kalifornien sagt: „Fast alles, was Sie mit Gen-Editierung tun können, können Sie mit Embryonenselektion tun.“

Ist DNA Schicksal?

Experten zufolge werden in den kommenden Jahrzehnten in den Industrieländern Fortschritte bei den Technologien zum Lesen des in unseren Chromosomen aufgezeichneten genetischen Codes immer mehr Menschen die Möglichkeit geben, ihre Gene zu sequenzieren. Aber die Verwendung genetischer Daten, um vorherzusagen, zu welcher Art von Person ein Embryo wird, ist schwieriger, als es sich anhört.

Die Erforschung der genetischen Grundlagen der menschlichen Gesundheit ist sicherlich wichtig. Dennoch haben Genetiker wenig getan, um vereinfachende Vorstellungen darüber zu zerstreuen, wie Gene uns beeinflussen.

Viele Menschen glauben, dass zwischen ihren Genen und Merkmalen ein direkter und eindeutiger Zusammenhang besteht. Die Vorstellung von der Existenz von Genen, die direkt für Intelligenz, Homosexualität oder beispielsweise musikalische Fähigkeiten verantwortlich sind, ist weit verbreitet. Aber auch am Beispiel des oben erwähnten  CCR5-  Gens, einer Veränderung, die das Gehirn betrifft, haben wir gesehen, dass alles nicht so einfach ist.

Es gibt viele – meist seltene – genetische Erkrankungen, die durch eine bestimmte Genmutation genau erkannt werden können. In der Regel besteht tatsächlich ein direkter Zusammenhang zwischen einem solchen Genabbau und der Erkrankung.

Die häufigsten Krankheiten oder medizinischen Veranlagungen – Diabetes, Herzerkrankungen oder bestimmte Krebsarten – sind mit mehreren oder sogar vielen Genen verbunden und nicht mit Sicherheit vorhersehbar. Außerdem hängen sie von vielen Umweltfaktoren ab – zum Beispiel von der Ernährung eines Menschen.

Aber wenn es um komplexere Dinge wie Persönlichkeit und Intelligenz geht, wissen wir hier nicht viel darüber, welche Gene beteiligt sind. Wissenschaftler verlieren jedoch nicht ihre positive Einstellung. Da die Zahl der Menschen, deren Genome sequenziert wurden, zunimmt, werden wir in der Lage sein, mehr über diesen Bereich zu erfahren.

Unterdessen stellt Euan Birney, Direktor des European Bioinformatics Institute in Cambridge, fest, dass die Entschlüsselung des Genoms nicht alle Fragen beantworten wird: „Wir müssen von der Vorstellung wegkommen, dass Ihre DNA Ihr Schicksal ist.“

Dirigent und Orchester

Dies ist jedoch nicht alles. Für unsere Intelligenz, unseren Charakter, unseren Körperbau und unser Aussehen sind nicht nur Gene verantwortlich, sondern auch Epigene – spezifische Tags, die die Aktivität von Genen bestimmen, aber keinen Einfluss auf die Primärstruktur der DNA haben.

Wenn das Genom ein Satz von Genen in unserem Körper ist, dann ist das Epigenom ein Satz von Tags, die die Aktivität von Genen bestimmen, eine Art Regulationsschicht, die sich sozusagen über dem Genom befindet. Als Reaktion auf äußere Faktoren befiehlt er, welche Gene arbeiten und welche schlafen sollen. Das Epigenom ist der Dirigent, das Genom das Orchester, in dem jeder Musiker seinen eigenen Part hat.

Solche Befehle wirken sich nicht auf DNA-Sequenzen aus, sie schalten einfach einige Gene ein (exprimieren) und schalten andere aus (unterdrücken). Daher funktionieren nicht alle Gene, die sich auf unseren Chromosomen befinden. Die Manifestation eines bestimmten phänotypischen Merkmals, die Fähigkeit zur Interaktion mit der Umwelt und sogar die Alterungsrate hängen davon ab, welches Gen blockiert oder entblockt wird.

Der bekannteste und vermutlich wichtigste epigenetische Mechanismus ist die DNA-Methylierung, die Addition der CH3-Gruppe durch DNA-Enzyme – Methyltransferasen an Cytosin – eine der vier stickstoffhaltigen Basen in der DNA.

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Epigenom /   ©   celgene.com

Wenn eine Methylgruppe an das Cytosin eines Gens angehängt wird, wird das Gen ausgeschaltet. Aber überraschenderweise wird das Gen in einem solchen „ruhenden“ Zustand an die Nachkommen weitergegeben. Eine solche Übertragung von Charakteren, die Lebewesen im Laufe des Lebens erworben haben, wird als epigenetische Vererbung bezeichnet, die über mehrere Generationen andauert.

Die Epigenetik – die Wissenschaft, die als kleine Schwester der Genetik bezeichnet wird – untersucht, wie sich das Ein- und Ausschalten von Genen auf unsere phänotypischen Merkmale auswirkt. In der Entwicklung der Epigenetik liegt nach Ansicht vieler Experten der zukünftige Erfolg der Technologie zur Entwicklung von Designerkindern.

Durch das Hinzufügen oder Entfernen von epigenetischen „Tags“ können wir, ohne die DNA-Sequenz zu beeinflussen, beide Krankheiten bekämpfen, die unter dem Einfluss ungünstiger Faktoren entstanden sind, und den „Katalog“ der Designmerkmale des geplanten Kindes erweitern.

Sind das Gattaki-Szenario und andere Ängste real?

Viele befürchten, dass wir von der Bearbeitung des Genoms – um ernsthafte genetische Krankheiten zu vermeiden – dazu übergehen, Menschen zu verbessern, und da ist es nicht lange vor der Entstehung eines Übermenschen oder der Verzweigung der Menschheit in biologische Kasten, wie Yuval Noah Harari vorhersagt .

Der Bioethiker Ronald Greene vom Dartmouth College in New Hampshire glaubt, dass technologische Fortschritte „menschliches Design“ zugänglicher machen können. In den nächsten 40-50 Jahren sagt er:

„Wir werden den Einsatz von Genbearbeitungs- und Reproduktionstechnologien sehen, um den Menschen zu verbessern; wir können die Augen- und Haarfarbe für unser Kind wählen, wir wollen sportliche Fähigkeiten, Lese- oder Rechenfähigkeiten und so weiter verbessern.“

Das Aufkommen von Designerkindern ist jedoch nicht nur mit unvorhersehbaren medizinischen Folgen verbunden, sondern auch mit einer zunehmenden sozialen Ungleichheit.

Wie der Bioethikwissenschaftler Henry Greeley hervorhebt, könnte eine durch PID erreichbare Gesundheitsverbesserung von 10 bis 20 %, die die bereits durch Wohlstand generierten Vorteile ergänzt, zu einer größeren Kluft im Gesundheitszustand von Reichen und Armen führen, sowohl in der Gesellschaft als auch zwischen den Ländern.

Und nun entstehen in der Phantasie schreckliche Bilder einer genetischen Elite, wie sie im dystopischen Thriller Gattaca dargestellt wird: Der Fortschritt der Technik hat dazu geführt, dass Eugenik nicht mehr als Verstoß gegen moralische und ethische Normen gilt, und die Produktion idealer Menschen wird in Gang gesetzt. 

In dieser Welt ist die Menschheit in zwei soziale Klassen eingeteilt – „fit“   (das Gültige)   und „wertlos“   (im Gültigen)  . Erstere sind in der Regel das Ergebnis des Arztbesuchs der Eltern, letztere das Ergebnis einer natürlichen Befruchtung. Dem „Guten“ stehen alle Türen offen und „Untauglich“ ist in der Regel über Bord.

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Standbild aus dem Film „Gattaca“ (1997, USA)

Kehren wir zu unserer Realität zurück. Wir stellten fest, dass die Folgen einer Störung der DNA-Sequenz noch nicht vorhersehbar sind: Die Genetik gibt auf viele Fragen keine Antworten, und die Epigenetik befindet sich noch in einem frühen Entwicklungsstadium. Jedes Experiment mit der Geburt von Kindern mit verändertem Genom stellt ein erhebliches Risiko dar, das auf Dauer zu einem Problem für solche Kinder, ihre Nachkommen und möglicherweise die gesamte Menschheit werden kann.

Aber der technologische Fortschritt in diesem Bereich, der uns wahrscheinlich vor einigen Problemen bewahrt hat, wird neue hinzufügen. Das Aufkommen von in jeder Hinsicht perfekten Designerkindern, die, wenn sie gereift sind, zu Mitgliedern der Gesellschaft werden, kann ein ernstes Problem in Form einer Vertiefung der sozialen Ungleichheit bereits auf genetischer Ebene schaffen.

In dieser Welt ist die Menschheit in zwei soziale Klassen eingeteilt – „fit“   (das Gültige)   und „wertlos“   (im Gültigen)  . Erstere sind in der Regel das Ergebnis des Arztbesuchs der Eltern, letztere das Ergebnis einer natürlichen Befruchtung. Dem „Guten“ stehen alle Türen offen und „Untauglich“ ist in der Regel über Bord.

Menschen gestalten: GMO Generation 8
Standbild aus dem Film „Gattaca“ (1997, USA)

Kehren wir zu unserer Realität zurück. Wir stellten fest, dass die Folgen einer Störung der DNA-Sequenz noch nicht vorhersehbar sind: Die Genetik gibt auf viele Fragen keine Antworten, und die Epigenetik befindet sich noch in einem frühen Entwicklungsstadium. Jedes Experiment mit der Geburt von Kindern mit verändertem Genom stellt ein erhebliches Risiko dar, das auf Dauer zu einem Problem für solche Kinder, ihre Nachkommen und möglicherweise die gesamte Menschheit werden kann.

Aber der technologische Fortschritt in diesem Bereich, der uns wahrscheinlich vor einigen Problemen bewahrt hat, wird neue hinzufügen. Das Aufkommen von in jeder Hinsicht perfekten Designerkindern, die, wenn sie gereift sind, zu Mitgliedern der Gesellschaft werden, kann ein ernstes Problem in Form einer Vertiefung der sozialen Ungleichheit bereits auf genetischer Ebene schaffen.

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