GentechnikNobelpreis für Entdeckerinnen der Gen-Schere

Emmanuelle Charpentier aus Frankreich und Jennifer Doudna aus den USA erhalten den Chemie-Nobelpreis für die Entdeckung der Gen-Schere imago images / TT

Der Platz, an dem die Welt neu erschaffen wird, ist ein nüchterner Ort. Ein gelb-beiger Flachbau auf halber Strecke zwischen dem Campus der University of California, Berkeley, und der quirligen Bucht von San Francisco. In dem Gebäude, wo früher eine Bäckerei Twinkies herstellte, Amerikas beliebte, cremegefüllte Minikuchen, gibt es keine Kicker, biodynamischen Gemüsebeete oder Whiskybars aus recyceltem Teak, wie sie rund um das Silicon Valley sonst ein Muss sind. Stattdessen kahle Wände und grauer Nadelfilz. In den großen Laborräumen ist es kirchenstill, nur die riesigen Gefrierschränke brummen. Rachel Haurwitz führt durch ein Großraumbüro, in dem Wissenschaftler konzentriert an ihren Rechnern arbeiten. „Wir haben das Flugzeug während des Flugs gebaut“, sagt sie, während sie im Konferenzraum Platz nimmt, aus dessen Fenstern sie den Flur überblickt.

Doch Haurwitz baut gar keine Flugzeuge – eher schon Pflanzen, Tiere, Menschen. Die 31-Jährige ist Chefin und Mitgründerin von Caribou Biosciences, einem von nur einer Handvoll Start-ups weltweit, die die Rechte an CRISPR-Cas9 halten: der neuartigen Gentechnologie, die genetische Veränderungen durch Menschenhand so einfach, kostengünstig und präzise macht wie nie zuvor.

CRISPR ist die englische Abkürzung für sich wiederholende Abschnitte im Erbgut DNA und bezeichnet eine Methode, die nach Überzeugung seiner Protagonisten unser Leben komplett verändern wird. CRISPR soll es ermöglichen, heute unabwendbar tödliche Krankheiten zu behandeln. Mit CRISPR könnte man aber auch das vor Jahrtausenden ausgestorbene Mammut wieder zum Leben erwecken, die Malariamücken ausrotten, Kälber ohne Hörner züchten und Weizen, der kaum Regen braucht. An all diesen Zielen arbeiten Forscher – oder sie haben sie schon erreicht.

Segen für die einen – Albtraum für die anderen

Für die einen ist CRISPR-Cas9 deshalb der lang ersehnte Durchbruch, der die Welt zum Besseren verändern wird. Sie hoffen, dass sich dank dieser Technologie Krebs und Alzheimer heilen lassen und die Menschheit den Hunger besiegt. Für die anderen aber wird damit ein Albtraum wahr: dass der Mensch nun das „Werkzeug Gottes“ besitzt, mit dem er nach Belieben im Erbgut von Mensch, Tier und Pflanze herumpfuschen kann.

Biologisch betrachtet ist CRISPR-Cas9 ein Molekülsystem. Es wurde zum ersten Mal in Bakterien entdeckt und funktioniert wie eine Schere: Mithilfe eines Moleküls wird in der Zelle ein bestimmter Abschnitt des Erbguts angesteuert. Das Enzym Cas9 schneidet den DNA-Strang auseinander, sodass das an dieser Stelle befindliche Gen durch eine neue Sequenz ersetzt werden kann. Dann schließt sich der Strang wieder – und das Gen ist entweder repariert oder völlig verändert.

CRISPR ist allen bisherigen Gentechniken weit überlegen. Wer im Vor-CRISPR-Zeitalter eine rote Maus züchten wollte, musste Monate Arbeit und Tausende von Dollar investieren. Heute reichen Grundkenntnisse der Molekularbiologie und 200 Dollar. Für den Wettbewerb „Jugend forscht“ schalteten Schüler des Albert-Schweitzer-Gymnasiums in Erfurt kürzlich in der Pflanze Capsella rubella ein bestimmtes Gen aus. Das Kraut ließ danach statt einer mehrere Blüten ersprießen.

Noch findet dieses genome editing, das Editieren von Genen, nur im Labor statt. Aber längst hat ein Rennen begonnen, in dem es nicht um Forscherruhm geht, sondern um das große Geld. An diesem Wettlauf beteiligen sich eine Handvoll Start-ups wie Caribou, aber auch Weltkonzerne wie Du-Pont, Bayer, Novartis. Sie kämpfen um Patentrechte, und sie alle wollen die Technologie, von der vor sechs Jahren noch fast niemand gehörte hatte, möglichst schnell kommerziell verwerten: Medikamente auf den Markt bringen oder neuartiges Saatgut.

Rachel Haurwitz stieg dank der Technologie CRISPR-Cas9 innerhalb kürzester Zeit von der Studentin zur Firmenchefin auf.

„Wir sind überzeugt, dass Genmanipulation alle Märkte für Biotechprodukte umwälzen wird. Einfach alles von der Therapeutik über die Landwirtschaft bis hin zur industriellen Biotechnologie und Grundlagenforschung“, sagt Haurwitz. 2011 war die damals 25-Jährige die erste Mitarbeiterin von Caribou. Die Zellbiologin schrieb gerade ihre Doktorarbeit bei Jennifer Doudna, die mit der Französin Emmanuelle Charpentier als Entdeckerin der CRISPR-Cas9-Methode gilt – ein Durchbruch, der den beiden Frauen den Nobelpreis bringen könnte.

„Ich schloss meine Doktorarbeit ziemlich rasch ab und stürzte mich in den Aufbau von Caribou – ein nahtloser Übergang von der Doktorandin zur CEO“, sagt Haurwitz, die zu Jeans und Strickjacke ein gelassenes Lächeln trägt. Das Unternehmen startete im Inkubator der Berkeley-Uni, im Keller des Gebäudes, in dem auch Doudnas Labor residiert. Am Firmensitz flutet die kalifornische Sonne durch die Oberlichter, nur im 1 500 Quadratmeter großen Labor arbeiten Wissenschaftler im Neonlicht.

Wettlauf um Patente und Lizenzen im vollen Gang

Die Chefin selbst ist nicht mehr im weißen Kittel anzutreffen. Die zierliche Frau mit Porzellanhaut und langen, braunen Haaren gibt ganz die geschliffene Unternehmerin, die auf Augenhöhe mit Kooperationspartnern und Investoren verhandelt. Über 40 Mio. Dollar hat Caribou eingesammelt – mühelos. Risikokapitalinvestoren haben Geld gegeben, aber auch der Pharmakonzern Novartis und der Agrarriese DuPont. Mit dem Saatguthersteller hat Caribou auch ein Abkommen für die gegenseitige Nutzung ihrer CRISPR-Lizenzen geschlossen. Zusammengebracht haben den Zwerg aus Kalifornien und den Riesen von der Ostküste „gemeinsame Freunde in Wissenschaftskreisen“, sagt Haurwitz. „Uns hat DuPonts geistiges Eigentum interessiert. Und umgekehrt.“

Tatsächlich hat DuPont Pioneer angekündigt, schon in fünf Jahren CRISPR-modifizierten Wachsmais auf den Markt zu bringen. Erste Feldversuche liefen bereits, heißt es im Konzern. Wachsmais dient zur Herstellung hochwertiger Stärkeprodukte. Doch weil die bisherigen Züchtungen aus einer sehr alten Sorte stammen, ist der Ernteertrag vergleichsweise gering. CRISPR wird dieses Manko beheben, davon ist man bei Pioneer überzeugt. Und dann will man andere Nahrungspflanzen optimieren: Soja und Weizen gegen Schädlinge oder Trockenheit immunisieren.

Die Agrarkonzerne fasziniert vor allem, dass der Eingriff per CRISPR anders als andere Techniken keine Spuren hinterlässt. Solange keine artfremden Sorten kombiniert werden, lässt sich kaum nachweisen, ob es sich um eine natürliche Mutation handelt oder Gentechnik am Werk war. Das US-Landwirtschaftsministerium hat bereits entschieden, dass Pioneers CRISPR-Mais kein genmodifizierter Organismus ist – und also auch nicht unter die strenge GMO-Regulierung fällt. Genauso sieht es das Bundesamt für Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit. Nun war der EuGH zu solchen pflanzengenetischen Genom-Editierungen gefragt.

Wie traditionelle Züchtung, aber im Turbo

Haurwitz ist überzeugt, dass CRISPR die Landwirtschaft umpflügen wird. Wegen der hohen Auflagen und Kosten habe die „Biotechnologie 1.0“ im Wesentlichen nur bei Mais, Soja und ein paar anderen Nutzpflanzen stattgefunden. Mit CRISPR könne man die gleichen Resultate wie durch traditionelle Züchtung erreichen, allerdings im Turbo. Bei vielen Pflanzen könnte der Entwicklungsprozess um mehrere Jahre verkürzt werden, glaubt sie. Das wäre ein „riesiger Gewinn“ für die Menschheit, findet sie. „Die Weltbevölkerung wächst rasant, und wir müssen die Nahrungsmittelproduktion drastisch steigern.“

Doch viele Genkritiker sind alarmiert. Yinong Yang von der Pennsylvania State University hat die Angst vor „Frankenfood“ schon zu spüren bekommen. Dem Professor am Institut für Pflanzenkrankheiten und Mikrobiologie ist es gelungen, mit CRISPR ein Gen auszuschalten, das weiße Champignons nach dem Schneiden schnell braun verfärben lässt. Angeregt hatte sein Forschungsprojekt der Chef des Pilzfabrikanten Giorgio Mushroom Company, der der Hochschule jährlich 100 000 Dollar spendet. Nach viel öffentlicher Aufregung könnte der Pilz als erstes CRISPR-Produkt im Supermarkt landen. „Wir müssen das Produkt weiter optimieren“, erklärt Yang zurückhaltend. „Zudem müssen wir die öffentliche Meinung und das Geschäftsmodell bewerten.“

Zumindest in dieser Hinsicht hat es „rote Gentechnik“, die Medizin, leichter. „Wenn ein Baby wegen einer genetischen Herzerkrankung auf jeden Fall in fünf Jahren sterben würde, dann ist es meines Erachtens eine echte Option, etwas Neues zu versuchen“, sagt etwa Axel Bouchon. Wobei man natürlich auch da „eine größtmögliche Sicherheit der Methode“ gewährleisten wolle.

Bayer will Crispr vom Labor in die Arzneischränke bringen

Axel Bouchon soll für den Pharmakonzern Bayer die neue Gentechnologie in vermarktbare Produkte umwandeln.

Bouchon soll für den deutschen Konzern Bayer CRISPR aus den Labors in die Arzneimittelschränke bringen. Anfang 2015, kurz nachdem Bayer ausgiebig das 150-jährige Jubiläum gefeiert hatte, setzten sich der damalige CEO Marijn Dekkers, sein künftiger Nachfolger Werner Baumann sowie Innovationsvorstand Kemal Malik zusammen und entwarfen einen Masterplan: Was musste geschehen, damit der Traditionskonzern auch künftig an der Weltspitze mitspielen würde? Das Ergebnis war die Auswahl von zehn „Moonshots“, die die Welt fundamental verändern würden – und die Berufung von Bouchon zum Leiter des neuen Bayer Lifescience Centers.

„Wir haben gesagt, wir brauchen auf jeden Fall DNA-Editing, am besten CRISPR“, sagt Bouchon, inzwischen Leiter der Innovationsinitiative Leaps. Der promovierte Biochemiker war nach zehn Jahren bei Bayer in die Bostoner Biotechszene gewechselt, dorthin, wo alles „erheblich schneller läuft“. Doch dann ließ er sich von der „leicht verrückten“ Idee der Moonshots faszinieren und kam zurück. Bouchon hat vor vier Jahren CRISPR-Cas9 zum ersten Mal ausprobiert. „Das ist einfach Wahnsinn. Das ist wie ein Proteinroboter mit GPS-System. Im Idealfall findet er den Fehler in der DNA, schneidet ihn raus, baut die Stränge wieder zusammen und verschwindet.“

Heilen statt behandeln

Bayers Problem: Mit CRISPR forschen darf jeder, aber die Basispatente halten drei kleine Start-ups: Caribou beziehungsweise dessen Ausgründung Intellia Therapeutics, die sich mit Novartis verbündet hat. Editas, das Unternehmen des Wissenschaftlers Feng Zhang und seines Broad Institute der Universitäten Harvard und MIT. Und CRISPR Therapeutics, wo Emmanuelle Charpentier ihr geistiges Eigentum eingebracht hat.

Bayer hat sich mit CRISPR Therapeutics zusammengetan – und es war nicht so, dass das Start-up der Bittsteller war. Die Leverkusener bekamen den Zuschlag nicht wegen ihrer Investitionszusage von 335 Mio. Dollar, sondern aufgrund ihrer Erfahrung mit Molekülen. Drei Therapiegebiete will man im Joint Venture erobern: Bluterkrankungen, Erblindung und erblich bedingte Herzfehler. Alles Bereiche, in denen Ärzte heute ziemlich hilflos seien. „Was kann man denn heute wirklich vollständig heilen?“, fragt Bouchon. „Infektionskrankheiten und ein paar wenige andere Erkrankungen.“

Alle künftigen Gewinne des Joint Ventures werden geteilt. Was an Erkenntnissen für andere Krankheitsfelder herausspringt, darf Charpentiers Unternehmen allein nutzen. Was im Agrobereich abfällt, gehört Bayer. Dass ihm die Patentstreitigkeiten, die die Beteiligten bis dato schon 20 Mio. Dollar gekostet haben, einen Strich durch die Rechnung machen könnten, fürchtet Bouchon nicht. „In der Vergangenheit hat man solche Auseinandersetzungen am Ende meistens gelöst bekommen.“

Doch sie sind nicht die Einzigen, die CRISPR kapitalisieren wollen. Nach einer Studie der Boston Consulting Group (BCG) vom September 2015 sind in Genome-Editing-Technologien innerhalb von zwei Jahren 1 Mrd. Dollar geflossen. Die Universität von Pennsylvania hat bereits grünes Licht für einen ersten Versuch am Menschen bekommen. Krebskranken sollen Immunzellen entnommen und diese genetisch so aufgerüstet werden, dass sie, zurück im Körper, Krebszellen angreifen und zerstören. Finanziert wird die Studie vom Milliardär Sean Parker, dem ersten Präsidenten von Facebook. Doch die Amerikaner könnten womöglich noch von der Konkurrenz in China überholt werden, wo eine ähnliche Studie läuft.

Bouchon weiß, dass er nicht der Erste sein wird. Aber Bayer will den großen Wurf: die Reparatur der Zellen im Menschen. Denn anders als Blutzellen lassen sich Herz- oder Lungenzellen nicht einfach dem Körper entnehmen, reparieren und wieder einsetzen. „Wir wollen den nächsten Schritt: eine Spritze oder eine Infusion geben, und die Sache wäre erledigt.“ Was klingt wie ferne Zukunftsmusik, ist zunächst ein Fünfjahresplan. „Wir wollen bis dahin definitiv drei Patientenstudien laufen haben“, sagt Bouchon.

Von Lizenzen und bioethischen Herausforderungen

Aber ist CRISPR nicht zu viel der Machbarkeit? Schon geht das Gespenst der Designerbabys um. Denn Großbritannien hat ein Experiment genehmigt, bei dem das Erbgut menschlicher Embryonen verändert wird. Auch in China haben Versuche an – nicht lebensfähigen – Embryonen stattgefunden.

Bouchon sieht weder heute noch in Zukunft irgendeine medizinische Notwendigkeit für Eingriffe in der Keimbahn – also im Erbgut, das an die Nachfahren weitergegeben wird. Denn eine vererbte Krankheit könne ja in den Gewebezellen repariert werden. Die ethische Debatte hält er trotzdem für notwendig. Bei jeder neuen Technologie müsse über ihre Berechtigung, Wirkungen, Nebenwirkungen und Ziele diskutiert werden. „Sonst laufen wir Gefahr, das Potenzial dieser Technologie auf Verrücktheiten wie das Ändern der Haarfarbe eines Kindes zu reduzieren. Und darüber das große, positive Potenzial für unheilbar kranke Menschen zu vergessen.“

Doch auch wenn die menschliche Designreparatur eine unwahrscheinliche Vision ist, beim Tier ist sie längst Realität. Caribou hat der britischen Biotechfirma Genus, dem größten Viehzüchter der Welt, eine Lizenz für seine CRISPR-Cas9-Technologie erteilt. Erstes Ziel: Schweinen eine Resistenz gegen PRRS zu verpassen, eine Krankheit, die Wachstum und Fortpflanzung beeinträchtigt.

Anderswo wird daran gearbeitet, dass Schweine mit weniger Essen fetter werden. Brasilianische Rinder sollen stärkere Muskeln ausbilden und mehr Fleisch auf den Teller bringen. Kaschmirziegen sollen sich ein längeres Fell wachsen lassen. Die chinesische Firma BGI hat angekündigt, bunte „Mikroschweine“ in Bierkruggröße zu verkaufen. Im „American Journal of Bioethics“ haben zwei durchaus seriöse Autoren skizziert, dass man mit CRISPR auch eine Art Drachen erschaffen könnte.

Caribou hat mit solchen „Jurassic Park“-Spielereien nichts im Sinn. Zunächst habe man sich ohnehin nicht auf Produkte, sondern auf die Grundtechnologie konzentriert, sagt Firmenchefin Haurwitz. Den Wert des Unternehmens hat das nicht geschmälert. Es gebe mehrere Kaufangebote, sagt sie. „Bislang war aber nichts dabei, was wir ernst genommen haben.“ Auch ein Börsengang sei denkbar.

Für Haurwitz jedenfalls dürfte der kalifornische Traum wahr werden. Von der Studentin zur Millionärin, und das in wenigen Jahren. „Die CRISPR-Technologie hat eine große Zukunft“, sagt sie nüchtern.

 


Der Beitrag ist in Capital 10/2016 erschienen. Interesse an Capital? Hier geht es zum Abo-Shop, wo Sie die Print-Ausgabe bestellen können. Unsere Digital-Ausgabe gibt es bei iTunes und GooglePlay