Neue Hoffnung durch microRNAs: Genregulierung bei Krankheiten

Bei vielen Krankheiten wie Krebs, Autoimmunerkrankungen und Herzproblemen spielt die Regulation von Genen eine wichtige Rolle. Seit den 1960er Jahren war bekannt, dass die sogenannte Boten-RNA (mRNA) den Bauplan für die Proteinsynthese in Zellen enthält. Lange Zeit galten nicht-kodierende RNAs, also solche ohne genetische Informationen, als genetischer Abfall. Die diesjährigen Nobelpreisträger Victor Ambros und Gary Ruvkun haben jedoch bewiesen, dass dies für einen Teil davon, die microRNAs, nicht zutrifft.

Die von ihnen gefundenen microRNAs (miRNA) beeinflussen seit Hunderten von Millionen Jahren die Entwicklung von Organismen und damit auch die Gesundheit von Menschen. Diese Moleküle werden von Körperzellen erzeugt und sollen sicherstellen, dass bestimmte Proteine zur richtigen Zeit in der richtigen Menge im entsprechenden Körpergewebe produziert werden.

An vielen Erkrankungen beteiligt

Die Moleküle können jedoch auch an Krankheitsprozessen beteiligt sein, wie zum Beispiel Tumoren, Herzinsuffizienz, angeborenem Hörverlust oder Sehstörungen. Mutationen in einem der Proteine, die für die miRNAs benötigt werden, können das DICER1-Syndrom verursachen. Diese seltene Krankheit führt zu Tumoren in verschiedenen Organen. Es wäre auch möglich, Krankheiten mit miRNAs zu bekämpfen – entweder durch Blockieren von miRNAs oder durch gezielten Einsatz künstlich hergestellter Moleküle.

Etwa 30 Jahre nach der Entdeckung beim Fadenwurm durch Ambros und Ruvkun gibt es noch keine zugelassenen medizinischen Verfahren. Dennoch stehen bereits zahlreiche solcher Anwendungen kurz vor der medizinischen Nutzung: Studien an Menschen untersuchen, ob sich microRNAs zur Diagnose von Krankheiten oder zur Therapie eignen.

Beispiel Herzinsuffizienz: Wenn das Herz schwach ist und nicht genug Blut durch den Körper pumpen kann, spricht man von einer Herzschwäche. Laut Angaben der Herzstiftung sterben jährlich mehr als 40.000 Menschen in Deutschland daran. Ein in Hannover entwickelter Wirkstoff namens CDR132L bindet an die microRNA-132, die die Vernarbung des Herzmuskels fördert – dadurch soll das Fortschreiten einer Herzinsuffizienz verlangsamt oder sogar gestoppt werden.

Mögliche Therapien

«Unsere Arbeitsgruppe konnte erstmals 2008 in „Nature“ zeigen, dass microRNA therapeutisch gegen Herzschwäche bei Mäusen eingesetzt werden können», erklärte Thomas Thum von der Medizinischen Hochschule Hannover (MHH). «Inzwischen haben wir die weltweit größte Studie in Phase 2 mit knapp 300 Patienten nach Myokardinfarkt und einem microRNA-Ansatz durchgeführt.» Thum, Gründer des Start-ups Cardior, erwartet «eine neue Generation von miRNA-basierten Medikamenten», die gegen viele Erkrankungen eingesetzt werden könnten. Auch gegen Nieren- und Lungenfibrose wird der Ansatz getestet.

Beispiel Krebs: «miRNA spielt eine sehr große Rolle bei Tumoren», sagte Sven Diederichs vom Deutschen Konsortium für Translationale Krebsforschung und der Universität Freiburg. miRNA könne Tumor-hemmende Gene unterdrücken, ihr Verlust könne Krebsgene aktivieren. 

Da die Moleküle sehr charakteristisch für bestimmte Gewebetypen sind, können sie auch in der Diagnostik verwendet werden, wie Diederichs erklärte. Bei Bauchspeicheldrüsen- und Lungenkrebs könnte dies nicht nur helfen, Tumore frühzeitig zu erkennen, sondern auch, um etwaige Fortschritte in der Therapie zu verfolgen. Derzeit werden Therapien mit miRNAs untersucht – nicht nur bei Bauchspeicheldrüsenkrebs, sondern auch bei Lungen- und Hirntumoren.

Früherkennung von Alzheimer

Beispiel Alzheimer: miRNAs können die Früherkennung der häufigsten Demenzform verbessern, wie ein internationales Forschungsteam nach einer Studie an 800 Menschen im Fachblatt «Alzheimer’s & Dementia» schreibt. Man brauche nicht nur Therapien zur Behandlung von Alzheimer, sondern auch neue Ansätze, um die Erkrankung zu erkennen, bevor Symptome wie Gedächtnisstörungen auftreten, sagte André Fischer von der Uniklinik Göttingen. «Wir haben herausgefunden, dass dies über eine Messung von microRNAs im Blut möglich ist.» 

Das Verfahren sei noch nicht bereit für die klinische Routine. Es werde an einem simplen Bluttest gearbeitet, der anhand eines Bluttropfens aus dem Finger mehrere miRNAs erkennen könne. Fischer glaubt, dass dieser Test in wenigen Jahren auf dem Markt sein könnte. Dieser Test könnte aufwendige Verfahren wie die Analyse von Rückenmarksflüssigkeit und Hirnscans ergänzen.

Bisher gibt es jedoch keine zugelassenen Medikamente auf der Basis von miRNAs. Obwohl diese RNA-Varianten beim Menschen erst seit zwei Jahrzehnten bekannt sind, ist die Forschung bereits recht fortgeschritten, sagte Diederichs. Ein Hinweis darauf, dass der Ansatz medizinisches Potenzial hat, ist auch eine wirtschaftliche Entwicklung: Im Mai übernahm der dänische Pharmakonzern Novo Nordisk – bekannt für die Abnahmespritze Wegovy – das von Thum gegründete Start-up Cardior für etwa eine Milliarde Euro.