Die Multiple Sklerose (MS) ist eine chronisch-entzündliche Erkrankung des zentralen Nervensystems, von der weltweit schätzungsweise 2,5 Millionen Menschen betroffen sind. Die Forschung zur MS hat in den letzten Jahrzehnten erhebliche Fortschritte gemacht, insbesondere durch den Einsatz gentechnischer Verfahren. Diese Fortschritte haben zu neuen Therapieansätzen geführt und ermöglichen ein besseres Verständnis der komplexen Mechanismen, die der Krankheit zugrunde liegen.
Interferon-Therapie: Ein gentechnischer Durchbruch
Eine der ersten Anwendungen der Gentechnik in der MS-Therapie war die Herstellung von Interferonen. Interferone sind Proteine, die eine wichtige Rolle bei Entzündungsreaktionen im Körper spielen und die Immunantwort modulieren können. Es gibt verschiedene Arten von Interferonen, wobei sich Interferon beta als besonders wirksam bei der Behandlung der MS erwiesen hat.
Herstellung von Interferon beta durch Gentechnik
In den 1970er-Jahren wurden erste Studien zum Einsatz von Interferon alpha und -beta bei MS durchgeführt. Die Forschung wurde Mitte der 1980er-Jahre entscheidend vorangetrieben, als es gelang, Interferone in großem Maßstab gentechnisch herzustellen. Diese Entwicklung ermöglichte es, ausreichend Mengen des Medikaments für klinische Studien und die spätere Behandlung von Patienten zu produzieren.
Arten von Interferon beta-Präparaten
Derzeit sind drei Interferon beta-Präparate für die Behandlung der schubförmig remittierenden MS zugelassen: Interferon beta-1a und Interferon beta-1b. Interferon beta-1b wird von Bakterien (E. coli) produziert, während Interferon beta-1a aus Säugetierzellen gewonnen wird und dem natürlichen Interferon beta des Menschen ähnlicher ist. Da alle drei Präparate im Magen-Darm-Trakt durch die Magensäure abgebaut werden, müssen sie subkutan (unter die Haut) oder intramuskulär (in den Muskel) gespritzt werden.
Wirkmechanismen und klinische Wirksamkeit
Interferone haben verschiedene Wirkungen im Körper: Sie wirken antiviral, immunmodulatorisch und antiproliferativ. Die genauen Mechanismen, die bei der Therapie der MS eine Rolle spielen, sind noch nicht vollständig geklärt. Es gibt jedoch Hinweise darauf, dass Interferon beta sowohl auf Immunzellen als auch auf Botenstoffe wirkt, die an den Entzündungsprozessen im Nervensystem beteiligt sind.
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Klinische Studien haben gezeigt, dass Interferon beta die Schubrate bei MS-Patienten um etwa ein Drittel senken kann. Darüber hinaus konnte für Interferon beta-1a gezeigt werden, dass es das Fortschreiten der Erkrankung signifikant verzögert.
Lösliches Beta-Interferon: Ein neuer Ansatz
Die Vakzine Projekt Management GmbH (VPM) hat zusammen mit der Gesellschaft für Biotechnologische Forschung (GBF) ein neuartiges, lösliches Beta-Interferon entwickelt, das eine verbesserte Behandlung der MS verspricht. Dieses gentechnisch hergestellte Interferon zeichnet sich durch eine bessere Wasserlöslichkeit aus, was die Produktion erleichtert und die pharmakologische Wirksamkeit erhöht.
Vorteile des löslichen Beta-Interferons
Prof. Dr. Bernd Otto von der Tierärztlichen Hochschule Hannover erklärt, dass das Beta-Interferon an neun Positionen verändert wurde, um eine lösliche Variante herzustellen. Diese Variante zeigt eine bessere Bioverfügbarkeit und ist stabiler. Die Wissenschaftler erhoffen sich geringere Nebenwirkungen und eine erhöhte Wirksamkeit. Darüber hinaus könnte das neue Beta-Interferon möglicherweise auch für andere Erkrankungen wie Virusinfektionen oder Krebs eingesetzt werden.
Marktpotenzial
Der Weltmarkt für Beta-Interferone ist beträchtlich. Die VPM plant, das Beta-Interferon zunächst präklinisch und klinisch bis in die klinische Phase IIa zu prüfen. Bei Erfolg strebt das Unternehmen eine Partnerschaft mit Pharmaunternehmen für die Weiterentwicklung in den aufwändigen Phasen IIb und III an.
Genetische Marker zur Vorhersage des Krankheitsverlaufs
Forscher haben zwei Eiweiße (Zytokine) und genetische Marker identifiziert, die möglicherweise Aussagen über den Verlauf der MS ermöglichen. Diese Erkenntnisse könnten in Zukunft zu einer präziseren und gezielteren Behandlung der MS führen oder einem fortschreitenden Verlauf der Krankheit vorbeugen.
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Identifizierung von Zytokinen und genetischen Markern
Ein Forscherteam der Oregon Health & Science University (OHSU) und der Yale University hat in Plasmaproben von MS-Patienten zwei spezielle Zytokine entdeckt: macrophage migration inhibitory factor (MIF) und D-dopachrome tautomerase (D-DT). Darüber hinaus wiesen die Forscher zwei genetische Marker nach, welche die Produktion von MIF und D-DT ankurbeln. Diese Marker sind häufiger bei Patienten mit primär oder sekundär progredienter MS zu finden, insbesondere bei Männern.
Bedeutung für die Präzisionsmedizin
Die Ergebnisse könnten den Weg zu einer sogenannten "Präzisionsmedizin" ebnen, mit der sich die fortschreitende MS gezielt behandeln und möglicherweise sogar abwenden lässt. Neurologen arbeiten derzeit an einem Medikament, das die progrediente MS direkt an ihrer Wurzel packt.
Genetische Prädisposition und Einwanderungswellen
Forschungen haben gezeigt, dass das genetische Erbe der Europäer maßgeblich durch drei große Einwanderungswellen geprägt wurde. Dabei wurden auch Genvarianten verbreitet, die einst von Vorteil waren, heute aber das Risiko erhöhen, an MS zu erkranken.
Einfluss der Migration auf das Genom
Eine Arbeitsgruppe um Eske Willerslev von der Universität Kopenhagen hat mehr als 1600 menschliche Genome aus einem Zeitraum von rund 10.000 Jahren analysiert. Die Ergebnisse legen nahe, dass bereits Menschen, die während der Vorgeschichte nach Europa einwanderten, bestimmte vererbbare Merkmale hatten, die uns noch heute prägen - etwa ein erhöhtes Risiko für multiple Sklerose.
Evolutionärer Vorteil und heutiges Risiko
Eine Genvariante, die einen großen evolutionären Vorteil in früheren Zeiten vermuten lässt, erhöht heute das Risiko, an MS zu erkranken. Diese Variante war bereits bei den Hirtenvölkern der eurasischen Steppe vorhanden und verbreitete sich in den folgenden Jahrtausenden in Nordeuropa. Es wird vermutet, dass die mit dieser Genvariante einhergehende Überreaktion des Immunsystems früher vorteilhaft war, um Infektionskrankheiten abzuwehren.
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CAR-T-Zellen-Therapie: Ein neuer Therapieansatz bei Autoimmunerkrankungen
Seit einigen Jahren wird eine neue Behandlungsform gegen Autoimmunerkrankungen erforscht: die CAR-T-Zellen-Therapie. Dabei werden dem Patienten die eigenen Immunzellen (T-Zellen) entnommen, im Labor genetisch verändert und mit neuen Fähigkeiten ausgestattet. Die so behandelten Immunzellen sind in der Lage, andere Immunzellen (B-Zellen) zu erkennen und zu zerstören, die bei Autoimmunerkrankungen krankhafte Immunreaktionen auslösen.
Anwendung bei Autoimmunerkrankungen
Ursprünglich wurde die CAR-T-Zellen-Therapie bei der Behandlung von Blutkrebs eingesetzt. Inzwischen wird sie auch bei Autoimmunerkrankungen wie MS erprobt. Aktuell wird erforscht, bei welchen Autoimmunerkrankungen diese Therapien gut wirken, wie lange der Effekt anhält und wie verträglich die Therapie ist.
Spenderzellen-basierte CAR-T-Zellen
Eine neue Entwicklung ist die Herstellung von CAR-T-Zellen aus gespendeten Zellen von gesunden Personen. Dies könnte mehrere Vorteile haben, darunter eine erhöhte Fitness der Zellen und die Möglichkeit, aus einer Zellspende mehrere Therapien bereitzustellen. Allerdings sind auch Risiken mit dieser Methode verbunden, wie z.B. Abstoßungsreaktionen.
Genetische Biomarker für die Medikamentenwahl
Eine Studie unter Leitung der Universität Münster hat einen genetischen Biomarker identifiziert, der vorhersagt, ob MS-Patienten besonders gut auf eine Behandlung mit Glatirameracetat (GA) ansprechen. Menschen mit dem Gewebetyp HLA-A*03:01 profitieren demnach signifikant stärker von GA als von Interferon-beta (IFN).
Personalisierte Therapieentscheidung
Die Ergebnisse der Studie zeigen, dass ein genetischer Marker mit dem Behandlungserfolg eines MS-Medikaments verknüpft ist. Damit lässt sich vor Therapiebeginn vorhersagen, ob Glatirameracetat oder Interferon die wahrscheinlich bessere Wahl ist. Bei etwa einem von drei MS-Betroffenen fällt die Entscheidung auf GA, bei den anderen beiden Fällen wirkt vermutlich Interferon-beta besser.
Klinischer Nutzen und Wirkmechanismus
Die Studie konnte in fünf unabhängigen Kohorten belegen, dass Patienten mit der Genvariante HLA-A*03:01 unter Therapie mit GA signifikant weniger Krankheitssymptome zeigen als bei Behandlung mit IFN. Darüber hinaus liefert die Studie neue Hinweise auf den Wirkmechanismus von GA.
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