Arbeitsgruppe Koller
Der Schwerpunkt der Forschungsarbeiten der Arbeitsgruppe liegt im Bereich der Gen- und Zelltherapie. Bei einer Gentherapie werden entweder funktionierende Gene in menschliche Zellen eingebracht oder fehlerhafte Gene repariert.
Die Gentherapie ist die einzige Möglichkeit, die Ursache von Epidermolysis bullosa zu bekämpfen. Wenn man den Weg vom betroffenen Gen zum daraus resultierenden defekten Protein (z.B.: Typ VII-Kollagen) betrachtet, so kann man mit einer Genkorrektur auf DNA oder RNA Ebene eine Verbesserung des Krankheitsbildes erreichen. Eine einmalige Anwendung mit Langzeitwirkung erreicht man dann, wenn man das Gen auf DNA Ebene korrigiert.
Bei der klassischen ex vivo* Genersatztherapie wird das mutierte Gen durch eine zusätzlich in die Zelle eingebrachte, gesunde Genkopie ergänzt. Mit dieser Methode wurden bereits, auch unter Beteiligung des EB-Hauses, erfolgreich PatientInnen mit junktionaler EB behandelt. Dabei konnte durch Transplantation gen-korrigierter, stabiler Haut die Heilung der jeweiligen transplantierten Hautareale bewirkt werden.
Durch die Entwicklung sogenannter „Designer Nukleasen“ ist man heutzutage auch in der Lage Genmutationen punktgenau direkt im Erbgut zu reparieren. Punktgenau heißt hier ohne das Einbringen einer zusätzlichen Genkopie, sondern direkt im vorhandenen Erbgut der Zelle.
In unserer Arbeitsgruppe benutzen wir die Designer Nukleasen CRISPR/Cas9 und TALEN, um mutierte Gene gezielt zu inaktivieren oder zu korrigieren und damit einen alternativen und sehr sicheren Ansatz zur Gentherapie zu entwickeln. Aktuell stellen wir spezifische Nukleasen für die EB-assoziierten Gene COL7A1 (Kollagen 7), COL17A1 (Kollagen 17) und KRT14 (Keratin 14) her und konnten sie bereits erfolgreich in Patientenzellen testen.
Neben der Effizienz der Methode ist, im Hinblick auf eine klinische Anwendung, vor allem die Sicherheit ein wichtiger Aspekt. Wir benutzen die derzeit sichersten „Gene Editing“ Werkzeuge, um unserem Ziel - der breiten Anwendung von Gentherapien für EB - einen weiteren Schritt näher zu kommen.
Färbung von Keratin 14 mittels Immunfluoreszenz in gesunden Hautzellen (links) und Hautzellen von EB simplex Patienten (rechts).
In den Patientenzellen bildet das Keratin 14 Protein kleine Aggregate (es verklumpt), wodurch es nicht mehr funktionsfähig ist.
Ein zweiter, im Labor etablierter Therapieansatz für EB, bei dem auch eine in vivo** Anwendung möglich wäre, beruht darauf, Mutationen auf RNA Ebene zu eliminieren. Diese Methode, kurz „SMaRT“ genannt, wurde in den letzten Jahren im Labor bereits erfolgreich für die Korrektur von EB-assoziierten Genen eingesetzt. Aktuell beschäftigen wir uns intensiv mit der Frage wie und in welcher Form wir die Reparaturmoleküle (RTMs) direkt in die Haut einbringen können.
Die Wahl der o.g. Gentherapie-Methode hängt von der jeweiligen EB-Form und von der Art der Mutation ab. Die gewählte Therapiemethode soll aber zwei wesentlichen Punkte im Endeffekt vereinen können: Effizienz und Sicherheit!
„Unsere Vision ist die Entwicklung einer effizienten und sicheren Therapieoption mit Nukleasen. Wir möchten eine einfache Therapie schaffen, die für jegliche genetische Veränderung adaptiert werden kann um möglichst viele Patienten behandeln zu können.”
Priv.-Doz. Dr. Ulrich Koller, Leiter Arbeitsgruppe Koller
Team: Dr. Ulrich Koller (Leitung), Dr. Thomas Kocher, Dr. Stefan Hainzl, Dr. Johannes Bischof, Dr. Bernadette Liemberger, Janine Zwicklhuber, BSc, Markus Hierl, BA MSc
GUT ZU WISSEN:
*Ex vivo Gentherapie: Die laboratorische Einbringung oder Korrektur von Genen in Zellen, die vorher einem Menschen entnommen wurden und folglich dem Menschen zur Behandlung einer genetisch bedingten Erkrankung durch Transplantation, Infusion oder Injektion wieder zugeführt werden.
**In vivo Gentherapie: Direkte Korrektur von Genen im Gewebe oder Organ eines Menschen zur Behandlung einer genetisch bedingten Krankheit.
