Zellbiologie Gen-Schere: Zürcher Forscher machen Katzen-Parasiten unfruchtbar

Geschätzt ein Drittel der Weltbevölkerung ist mit dem Parasiten namens Toxoplasma gondii infiziert. Forschende haben im «Journal of Biological Methods» eine abgewandelte Gen-Schere vorgestellt, mit der sich ein Lebendimpfstoff gegen den Parasiten entwickeln lässt.

In einem Viertel der Schweizerinnen und Schweizer schlummert der winzige Parasit, der auch Nutz- und Wildtiere befällt. Gesunde Menschen verspüren kaum Symptome. Doch in der Schwangerschaft ist eine Erstinfektion gefährlich für das ungeborene Kind und kann unter anderem bleibende neurologische Schäden verursachen. Für Menschen mit einer Immunschwäche kann eine Infektion sogar tödlich enden.

Es sind vor allem Katzen, die den Parasiten übertragen, wie die Universität Zürich mitteile. Er wandert in ihren Darm, wo er sich vermehrt und sogenannte Oozsysten bildet. Mit dem Kot gelangen diese in die Umwelt, wo sie über mehrere Jahre infektiös bleiben und in der Nahrungskette landen.

Ziel des Forscherteams um Adrian Hehl, Molekularer Zellbiologe an der Uni Zürich: Die Produktion dieser Oozysten in Katzen zu verhindern. In früheren Arbeiten identifizierten sie bereits verschiedene Gene, die den Parasiten unfruchtbar machen, wenn sie mithilfe der Gen-Schere Crispr/Cas9 eliminiert werden.

Kein Unterschied zu natürlichen Mutationen

Mit der Geneditierungsmethode können sich jedoch unbeabsichtigte Genveränderungen einschleichen. Denn normalerweise schleusen Forschende ringförmige DNA-Moleküle (Plasmide) in Zellen ein, die den Bauplan der Gen-Schere und die Information zur Schnittstelle in sich tragen. Nach getaner Arbeit wird das Plasmid allerdings nicht abgebaut und kann ungeplante genetische Veränderungen auslösen. Bei den zoonotischen Toxoplasmen führt das im schlimmsten Fall zu virulenteren Varianten.

Das Zürcher Team verwendete einen Trick: Sie bauten die Gen-Schere ausserhalb der Toxoplasmen-Zellen zusammen und schleusten sie im Reagenzglas direkt in den Parasiten ein. Dort entfernt die Gen-Schere das gewünschte Gen und wird danach vollständig abgebaut. Zurück bleibt nur der unfruchtbare Parasit, ohne andere Spuren in dessen Zellen zu hinterlassen. Die Inaktivierung des Gens unterscheide sich nicht von natürlich auftretenden Mutationen, sagte Hehl.

Eliminierung von infektiösen Oozysten

Diese geneditierten Einzeller verabreichten die Forschenden im Labor als Vakzin mehreren Katzen, die daraufhin einen Immunschutz aufbauten. Bei einer neuerlichen Infektion mit Parasiten aus der Wildbahn produzierten die Katzen keine infektiösen Oozysten mehr.

Demnach erlaubt die Methode Lebendimpfstoffe zu entwickeln, ohne Plasmide oder Resistenzgene in den Parasiten einzubauen, wie Hehl schloss.

https://www.jbmethods.org/jbm/article/view/343