Wie RNA-Stränge die Welt der Medizin revolutionieren

Die Zukunft begann an einem Donnerstag. Es war der 16. November 2023, als eine Nachricht in Minuten um den Globus lief, die Fachwelt aufhorchen ließ und es in den Tagen darauf auch in die allgemeinen Medien schaffte, sogar bis in die Boulevard-Presse: In Großbritannien war erstmals ein Medikament zugelassen worden, das auf der Genscheren-Technologie CRISPR/Cas9 basiert. Wenig später, am 8. Dezember 2023, erfolgte die Zulassung des Medikaments durch die U.S.-amerikanische Lebens- und Arzneimittelbehörde FDA und am 9. Februar 2024 schließlich die Zulassung für die Europäische Union, erteilt durch die EU-Kommission. Damit war endgültig das Tor aufgestoßen zu einer neuen Zeit der Medizin- und Therapiegeschichte. Das Echo war gewaltig. Sogar das Weiße Haus in Washington meldete sich zu Wort: „Dieser bedeutende medizinische Fortschritt verspricht die Entwicklung weiterer lebensrettender Behandlungen und gibt Millionen Amerikanern Hoffnung, die mit seltenen Krankheiten leben müssen“, erklärte U.S.-Präsident Joe Biden.

Ein Unternehmen in Frankfurt,die BioSpring GmbH, leistet entscheidende Beiträge für diese Medizin der Zukunft. Denn das Unternehmen ist ein weltweit führender Anbieter synthetischer Nukleinsäuren, die als Wirkstoffe neue bahnbrechende Medikamente erst möglich machen. Auch bei der Genscheren-Technologie CRISPR/Cas kommen sie zum Einsatz. „Wir haben das Potenzial von Nukleinsäuren für Anwendungen in der Medizin schon früh erkannt, nachdem wir 1997 unser Unternehmen gegründet haben“, erklärt Dr. Sylvia Wojczewski, CEO und Miteigentümerin von BioSpring sowie auch Mitglied in der Jury des Science4Life Venture Cup. Seitdem hat Wojczewski gemeinsam mit ihrem Partner und Firmenmitbegründer CSO Dr. Hüseyin Aygün das Unternehmen ständig weiterentwickelt. Bis heute ist es inhabergeführt. Inzwischen beliefert BioSpring mit über 650 Mitarbeitenden als Auftragshersteller führende Pharma- und Biotechunternehmen auf der ganzen Welt und ist weiter auf Wachstumskurs: eine beispiellose Erfolgsstory.

Doch warum eigentlich sprechen wir heute von einer Revolution in der Medizin, was ist Kern der Sache? Kurz auf den Punkt gebracht: Die CRISPR/Cas-Technologie ermöglicht die gezielte Korrektur von Gendefekten und eröffnet so die Möglichkeit, genetisch bedingte Krankheiten vollständig zu heilen – statt nur die Symptome zu bekämpfen wie mit konventionellen Therapien. Das ist ein Paradigmenwechsel und somit der Schritt in ein neues Medizinzeitalter, kurz: eine Revolution in der Medizin.

BU: Die CRISPR/Cas-Technologie ermöglicht das gezielte Ansteuern und das Modifizieren, Ausschneiden oder Ersetzen eines DNA-Bausteins ©BioSpring GmbH

Aus unheilbar wird heilbar
Die neu zugelassene Therapie hat das Potenzial, die bislang unheilbare Sichelzellanämie vollständig zu heilen – statt wie bisher mit herkömmlicher Therapie nur die Symptome zu lindern. Die Sichelzellanämie ist eine schwere Bluterkrankung mit katastrophalen Folgen für die Betroffenen - bis hin zu einer drastisch verringerten Lebenserwartung. Die CRISPR/Cas-Technologie funktioniert während der Therapie wie eine Art Genschere, bei der fehlerhafte Gene gezielt angesteuert, entfernt oder ersetzt werden können. Die entscheidende Komponente dafür ist das „Navigationssystem“, das die zu behandelnden Gene findet und die eigentliche „Schere“, das Cas-Protein, exakt dorthin führt. Das übernehmen spezielle Nukleinsäuren, in diesem Fall eine guide RNA, die damit zu ganz wesentlichen Bausteinen für die Medizin der Zukunft werden.

Die guide RNA ist ein Beispiel eines Oligonukleotids, also einer synthetisch hergestellten Nukleinsäurekette mit typischen Längen zwischen ca. 20 und 120 Nukleotiden. Weitere Vertreter dieser neuen Wirkstoffart sind beispielsweise Antisense-Oligonukleotide (ASOs) und Silencing-RNAs (siRNA), die seit wenigen Jahren bereits die Behandlung von Krankheiten über die Regulation von Genen erlauben und damit neue Therapiemöglichkeiten erschlossen haben.

Künftig werden RNA-Therapeutika noch weiter in den Bereich der Breitenerkrankungen vordringen. Das bedeutet Hoffnung für Hunderte von Millionen Menschen weltweit, die etwa unter Bluthochdruck, zu hohen Cholesterinwerten oder anderen weit verbreiteten Erkrankungen zu leiden haben. Auch für Krebstherapien öffnen sich durch RNA-Therapeutika neue Perspektiven in der Behandlung. Diese rasante Entwicklung von Medikamenten, die genetische Informationen nutzen oder verändern, mündete schließlich in die eingangs beschriebene Technologie des Genome Editing, zu der auch die genannte CRISPR/Cas-Technologie gehört.

Dass bereits 2023 ein erstes Medikament zugelassen wurde, das auf der CRISPR/Cas-Technologie beruht, ist höchst bemerkenswert und hat auch Fachleute begeistert: „Die Zulassung ist ein großer Durchbruch, ein Meilenstein für das ganze Feld des Genome Editing. (…) Eine Wahnsinnsleistung, wenn man bedenkt, dass 2012 erstmals über CRISPR/Cas berichtet worden ist – und wir jetzt, nur gut zehn Jahre später, ein erstes Medikament haben, das auf dieser Technologie beruht“, erklärte beispielsweise Prof. Dr. Toni Cathomen, Direktor des Instituts für Transfusionsmedizin und Gentherapie am Universitätsklinikum Freiburg. Der Schweizer Molekularbiologe forscht seit vielen Jahren zu Fragen der Gentherapie und gilt als eine der wichtigsten Stimmen auf diesem Gebiet.

Die Herstellung therapeutischer RNA-Nukleinsäuren von bestmöglicher Reinheit und Qualität ist hochkomplex. Bis zu 400 Prozessschritte sind etwa zur Herstellung einer guide RNA nötig, um die gewünschten Ergebnisse zu erzielen. Dieser Prozess umfasst die eigentliche Festphasen-Synthese, die in einem automatisierten Verfahren abläuft, wird fortgesetzt mit der Abspaltung des Produktes von einem festen Trägermaterial, Ultra-Filtration und Reinigung des Zwischenproduktes per Hochdruck-Flüssigchromatographie sowie über weitere Prozessschritte bis zur Gefriertrocknung des fertigen Produkts. Am Ende liegt das Produkt als ein weiß-gelbliches, fluffiges Pulver vor und wird in dieser Form ausgeliefert.

Eine zentrale Rolle bei der Entwicklung von Wirkstoffen für bahnbrechende Medikamente spielen die sogenannten CDMOs (Contract Development and Manufacturing Organizations) wie BioSpring. Sie bieten umfassende Leistungen bei Herstellung und Analyse von Wirkstoffen an und werden so zu unverzichtbaren Partnern der pharmazeutischen Industrie. Ihre Bedeutung wird mit der steigenden Nachfrage nach personalisierter Medizin und Biologika weiter wachsen. Die Zukunft der Medizin – sie hat schon begonnen.

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