Erstmals Babys mit gespendeten Mitochondrien geboren

In Großbritannien wurden acht Babys geboren, die durch eine spezielle künstliche Befruchtung entstanden sind. Dabei wurde erstmals Erbmaterial von drei Personen kombiniert: Kern-DNA aus einer mütterlichen Eizelle und einem väterlichen Spermium sowie DNA aus Mitochondrien einer gespendeten Eizelle. Dieses Verfahren soll die Babys vor Krankheiten bewahren, die über die mütterliche mitochondriale DNA vererbt werden. Erste Tests zeigen nun, dass dies gelungen ist und die Babys bislang gesund sind. Doch noch ist die Mitochondrienersatz-Therapie nicht absolut sicher und birgt das Risiko, dass geringe Mengen der mutierten Mitochondrien-DNA der Mutter mit übertragen werden. Ob die Methode in Deutschland zulässig wäre, ist unklar.

Unser Erbgut befindet sich überwiegend im Kern unserer Zellen. Diese Kern-DNA enthält alle Gene, die einen Menschen ausmachen, samt seines Aussehens und Charakters. Daneben besitzen aber auch die Mitochondrien kleine DNA-Moleküle, die spezielle Erbinformationen für den Energiehaushalt der Zelle enthalten. Zwar handelt es sich nur um ein paar dutzend Gene. Mutationen in dieser mitochondrialen DNA (mtDNA) können jedoch schwere Erbkrankheiten verursachen. Beispielsweise können Herz, Muskeln oder Gehirn mit zu wenig Energie versorgt werden, was zu Behinderungen oder gar zum Tod führen kann. Davon betroffen ist etwa eines von 5.000 Kindern, die jährlich geboren werden. Da die mitochondriale DNA nur über die Mutter vererbt wird, können zwar auch Männer an solchen Erbkrankheiten erkranken. Aber nur Frauen können sie auch an ihre Nachkommen weitergeben. Seit Jahren suchen Forschende nach Wegen, um diese Gendefekte sicher und zuverlässig zu behandeln, doch bislang ohne Erfolg.

Transfer der elterlichen DNA in Spender-Eizelle

Jetzt haben Forschende um Louise Hyslop und Robert McFarland vom Newcastle Fertility Centre in Großbritannien eine Methode entwickelt, die eine Vererbung solcher Mutationen verhindern kann. Es handelt sich um eine spezielle Technik zur künstlichen Befruchtung (IVF), bei der Erbgut von drei Personen kombiniert wird. Dafür spendet zunächst eine gesunde Frau eine Eizelle, aus der dann die sogenannte Vorkern-DNA entfernt wird, die Mitochondrien verbleiben jedoch in der Eizelle. Parallel dazu wird eine Eizelle der späteren Mutter künstlich befruchtet, so dass sie mütterliche und väterliche Vorkern-DNA umfasst. Anschließend werden beide Vorkerne dieser befruchteten Eizelle entnommen und in die entkernte Spender-Eizelle transferiert. Einige Tage später wird diese in die Gebärmutter der Mutter eingesetzt. Der sich entwickelnde Embryo enthält dadurch die Kern-DNA seiner beiden Eltern und die mitochondriale DNA einer gesunden fremden Spenderin. Er ist somit genetisch mit seinen Eltern verwandt, hat aber ein deutlich geringeres Risiko für eine mtDNA-Erkrankung.

Dieses Verfahren des „Pronuklearen Transfers“ ist seit 2015 in Großbritannien legal und unter regulierten Bedingungen in Einzelfällen zugelassen. Die Forschenden haben diese Mitochondrienersatz-Therapie seither ausgewählten Frauen angeboten, die an einer mitochondrialen Erbkrankheit leiden und diese während und nach der Schwangerschaft begleitet. Jetzt haben sieben der Frauen insgesamt acht Babys geboren, die mit dieser IVF-Technik generiert wurden: vier Mädchen und acht Jungs, darunter ein eineiiges Zwillingspaar. Alle acht Babys waren bei der Geburt gesund, entwickelten sich in den 18 Monaten danach normal und weisen keine Anzeichen der mitochondrialen Erbkrankheit ihrer Mutter auf, wie Hyslop, McFarland und ihre Kollegen berichten. Genanalysen von Blut- und Urinproben der Babys bestätigten, dass ihre Mitochondrien entweder gar keine krankmachenden Mutationen tragen oder nur in maximal 20 Prozent ihrer Mitochondrien vorkommen. Damit die Krankheit ausbricht, wären mindestens 80 Prozent nötig, wie das Team erklärt.

Kontamination bei DNA-Transfer nicht ausgeschlossen

Die Forschenden schließen daraus, dass der Pronukleare Transfer bei diesen Babys erfolgreich war. Beim Transfer der Vorkerne aus der befruchteten Zelle wurde demnach fast ausschließlich Kern-DNA übertragen und kaum oder gar keine mitochondriale DNA. Auf diese Weise konnte verhindert werden, dass die Embryos die Erbkrankheit ihrer Mutter erben. „Mitochondriale Erkrankungen können verheerende Auswirkungen auf Familien haben“, sagt Co-Autor Douglass Turnbull von der Newcastle University. „Die heutige Nachricht gibt vielen weiteren Frauen neue Hoffnung, die Gefahr laufen, ihre Krankheit zu vererben. Sie haben nun die Chance, Kinder zu bekommen, die ohne diese schreckliche Krankheit aufwachsen.“

Dafür möchte das Team seine Transfer-Methode nun optimieren, um das Risiko einer Kontamination mit mütterlicher mitochondrialer DNA weiter zu senken. „Die Ergebnisse geben Anlass zu Optimismus. Um die Behandlungsergebnisse weiter zu verbessern und die Grenzen der mitochondrialen Spendertechnologien besser zu verstehen, wird jedoch weitere Forschung unerlässlich sein“, sagt Seniorautorin Mary Herbert von der Newcastle University. Auch die bereits geborenen Kinder sollen weiter begleitet und bis zu ihrem fünften Lebensjahr untersucht werden, um mögliche Nebenwirkungen oder Spätfolgen der IVF-Methode zu identifizieren und deren Sicherheit langfristig zu beurteilen.

Anwendung auch in Deutschland?

Ob ein solcher Mitochondrienersatz auch in Deutschland möglich wäre, ist noch unklar. „Das deutsche Embryonenschutzgesetz verbietet einen gezielten Keimbahneingriff, selbst wenn er zur Verhinderung einer Erbkrankheit durchgeführt wird. Ob aber im Fall des Austausches von Mitochondrien tatsächlich eine verbotene Keimbahnintervention gegeben ist, ist unter Juristen sehr umstritten“, erklärt der Rechtsexperte Jochen Taupitz von der Universität Mannheim. Eizellen sind zwar eindeutig durch das Gesetz geschützt und damit unantastbar. „Ob aber die isolierten Vorkerne einer Eizelle, die in eine andere Eizellhülle mit nicht defekten Mitochondrien implantiert werden sollen, noch als menschliche ‚Zelle’ und damit als taugliche Tatobjekte anzusehen sind, ist umstritten. Gleiches gilt für die entkernte Eizellhülle, in die die Vorkerne implantiert werden“, so Taupitz. Denn die Veränderung der Keimzellen und ihres Erbguts ist strafbar, der reine Austausch der Erbinformationen könnte es aber nicht sein.

Gesetzlich verboten ist jedoch wahrscheinlich auch, eine Spender-Eizelle zu verwenden. Zum einen, weil diese bei dem Verfahren ebenfalls befruchtet wird. So entsteht rechtlich betrachtet ein Embryo, der dann missbraucht wird, um nur die Zellhülle und Mitochondrien zu verwenden. Zum anderen, weil allein die Spende einer Eizelle in Deutschland nicht erlaubt ist. Dieses Verbot könnte neben dem Eizell-Kern und -Erbgut auch die restlichen Bestandteile umfassen. Die Gesetze zielen darauf ab, „Designerbabys“ zu verhindern. Ob aber auch ein Baby mit ausgetauschten Mitochondrien als solches gilt, ist unklar. Bevor Frauen in Deutschland die Transfer-Methode in Anspruch nehmen können, müssen diese Fragen gerichtlich geklärt werden.

Welche Alternativen haben Frauen mit Mitochondrien-Defekt?

Neben dem Pronuklearen Transfer gibt es aber noch eine Alternative für Frauen mit mtDNA-basierten Erkrankungen. Sie können eine ihrer eigenen unbehandelten Eizellen künstlich befruchten lassen und dabei die Embryos vor dem Einpflanzen in die Gebärmutter auf den Gendefekt untersuchen lassen. Diese Präimplantationsdiagnostik ist in Deutschland bei hohen Krankheitsrisiken erlaubt. Sie ist allerdings nur vielversprechend, wenn die auslösende Mutation nur in einem geringen Teil der Mitochondrien und damit nur in manchen Eizellen vorkommt und nicht in allen oder den meisten, wie die Forschenden erklären. Daher führen Mediziner sie nur durch, wenn das Krankheitsrisiko überschaubar ist.

Eine weitere Alternative zur Mitochondrienersatz-Therapie und noch sicherer mit Blick auf die Erbkrankheit wäre es, eine Eizelle einer gesunden Spenderin zu befruchten und zu verwenden – zumindest in Großbritannien, wo dies erlaubt ist. Dann wäre das Baby aber genetisch nicht mit der Mutter, die das Kind ausgetragen hat, sondern mit der Eizellspenderin und dem Vater verwandt.

Quellen: Louise Hyslop (Newcastle Hospitals NHS Foundation Trust) et al.; New England Journal of Medicine, doi: 10.1056/NEJMoa2415539 / Robert McFarland (Newcastle Hospitals NHS Foundation Trust) et al.; New England Journal of Medicine, doi: 10.1056/NEJMoa2503658

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© wissenschaft.de – Claudia Krapp