Fernsteuerung von Körperfunktionen kann durch transgene DNA-Veränderungen ermöglicht werden
Wissenschaftler beschreiben einen funktionierenden Mechanismus zur Heilung von Diabetes bei Mäusen
Können wir die Gene von Menschen durch eine heimliche DNA-Transfektion verändern, um ihre Körperfunktionen fernzusteuern? In der Vergangenheit gehörten solche Diskussionen in das Reich der Science-Fiction, der Superschurken-Cartoons oder der Verschwörungstheorien.
Jetzt nicht mehr.
In einer neuen Studie, die in Nature veröffentlicht wurde, wird eine besondere Transfektion menschlicher Zellen (HEK293-Zellen) beschrieben, die bestimmte Gene in diesen Zellen veränderte. Diese umprogrammierten menschlichen Zellen, die zu Versuchszwecken in Labormäuse eingesetzt wurden, führten einen bestimmten biologischen Prozess aus, wenn sie von außen mit einem elektromagnetischen Signal stimuliert wurden.
Elektronische Wearables spielen eine immer größere Rolle bei der Erfassung individueller Gesundheitsdaten für personalisierte medizinische Maßnahmen. Allerdings können Wearables bisher keine gentechnischen Therapien direkt programmieren, da eine direkte elektrogenetische Schnittstelle fehlt. Hier liefern wir das fehlende Bindeglied, indem wir eine elektrogenetische Schnittstelle entwickeln, die wir Gleichstrom (DC)-gesteuerte Regulierungstechnologie (DART) nennen, die eine elektrodenvermittelte, zeit- und spannungsabhängige Transgenexpression in menschlichen Zellen mit Gleichstrom aus Batterien ermöglicht. DART nutzt eine Gleichstromversorgung, um nicht-toxische Mengen reaktiver Sauerstoffspezies zu erzeugen, die über einen Biosensor eine reversible Feinabstimmung synthetischer Promotoren bewirken. In einer Proof-of-Concept-Studie an einem männlichen Typ-1-Diabetiker-Mausmodell stimulierte eine einmal tägliche transdermale Stimulation subkutan implantierter mikroverkapselter menschlicher Zellen durch energetisierte Akupunkturnadeln (4,5 V DC für 10 s) die Insulinfreisetzung und stellte die Normoglykämie wieder her. Wir glauben, dass diese Technologie tragbare elektronische Geräte zur direkten Programmierung von Stoffwechselinterventionen ermöglichen wird. QuelleWissenschaftler der ETH Zürich in Basel, Schweiz, entnahmen Zellen einer menschlichen HEK293-Zelllinie. Sie transfizierten bestimmte Gene in diese Zellen und setzten sie in lebende Labormäuse ein.
Das Ergebnis war, dass die Mäuse mit den transfizierten Genen ihre genetischen Schaltkreise für die Insulinproduktion als Reaktion auf das durch elektrische Stimulation erzeugte Signal aktivierten:
Die Neuverdrahtung von NRF2 mit synthetischen, ARE-haltigen Promotoren ermöglichte eine direkte und kofaktorfreie DC-gestützte Feinabstimmung der Expression therapeutischer Transgene wie des Insulin-Gens. Um das Konzept zu testen, haben wir die DART-basierte Fernsteuerung der Insulinexpression in Mäusen mit Typ 1 Diabetes eingeführt. Die Stimulation subkutan implantierter künstlicher Zellen mit von der Weltgesundheitsorganisation (WHO) zugelassenen und von der US-amerikanischen Food and Drug Administration (FDA) genehmigten Akupunktur-Nadelelektroden mit 4,5 V Gleichstrom für 10 Sekunden einmal täglich löste die Produktion von ausreichend Insulin aus, um postprandiale Blutzuckerextreme zu dämpfen und die Normoglykämie wiederherzustellen.
Da es sich bei den für das Experiment ausgewählten Mäusen um Diabetiker handelte, konnte die Anwendung des elektronischen Signals auf ihre genetisch transfizierten Zellen diese dazu bringen, Insulin zu produzieren, sodass die diabetischen Mäuse einen normalen Blutzuckerspiegel aufwiesen!
Wir können uns vorstellen, dass auch Menschen mit solchen Genen transfiziert werden können, sodass sie in der Lage sind, neue Funktionen durch elektronische Signale ferngesteuert an- und abzuschalten.
Elektronisch gesteuerte gentransfizierte Körper?
Die Möglichkeiten dieser Technologie sind grenzenlos! Einige sind gut, wie die Heilung von Diabetes bei Mäusen und vielleicht eines Tages auch beim Menschen. Man kann sich vorstellen, dass die Zellen eines Diabetikers mit Insulin produzierenden Genen transfiziert werden, die auf ein Signal einer (teuren und patentierten) elektronischen Steuereinheit hin das besagte Insulin produzieren. Solange der hypothetische Diabetiker noch Geld hat, um die Fernsteuerung zu mieten, ist alles in Ordnung.
Einige Möglichkeiten sind nicht so verlockend. Wir haben zum Beispiel über die Transfektion von Katzen mit einem Virus gesprochen, das sie unfruchtbar macht. Hier zu finden.
Es ist möglich, dass durch eine ähnliche Transfektion die Fruchtbarkeit von Katzen potenziell elektronisch gesteuert werden kann. So könnte ein Besitzer einer entsprechenden Steuerschnittstelle eine bestimmte Katze mit einem Knopfdruck nach Belieben fruchtbar oder unfruchtbar machen.
Können Säugetiere mit Genen transfiziert werden, die, wenn sie aus der Ferne aktiviert werden, Gift produzieren und den Träger töten? Ich hoffe nicht!
Wird man so etwas auch mit Menschen machen? Wird das ein gutes Ende nehmen?