12.10.2022 (wm/red) Mit Einsatz einer neuen Methode unter Einsatz der Genschere CRISPR lasse sich die Anzahl von Versuchstieren in der Krebsforschung reduzieren, wird von einer Marburger Forschungsgruppe aus der Tumormedizin mitgeteilt. Mittels eines Verfahrens mit der Genschere CRISPR werden zu Studienzwecken Mäuse mit Tumoren erzeugt anstelle diese in aufwendigen Zuchten in großer Anzahl zu gewinnen.

Ein Team um den Marburger Krebsforscher Professor Dr. Thorsten Stiewe berichtet im Fachblatt „Molecular Cancer“ über seine Ergebnisse. Der Tierschutz in medinzinischer Forschung orientiere sich am „3R-Konzept“ erläutert Stiewe. Mit dem Kürzel 3R für „Reduction, Refinement, Replacement“ wird  Verminderung, Verfeinerung, Ersatz von Tierversuchen beschrieben. Im Jahr 2014 bereits hat der Marburger Hochschullehrer für Verdienste zur Schonung von Versuchstieren den Hessischen Tierschutz-Forschungspreis erhalten.

Bisher wurden zur Tumorforschung in der Krebsmedizin Versuchstiere gezüchtet, die krebserzeugende Genveränderungen enthalten. Wie bei jeder Zucht sind dabei Tiere ohne die erwünschten Eigenschaften übrig geblieben.  „Unsere Methode löst dieses Problem, indem wir die Genveränderungen nicht über Zuchten in die Mäuse einbringen, sondern in erwachsenen Tieren direkt erzeugen“, erklärt Erstautorin Nastasja Merle, von der eine Doktorarbeit in Stiewes Arbeitsgruppe erstellt wird.

Die Forschungsgruppe verwendet die Genschere CRISPR als molekulargenetisches Werkzeug, um die DNA zielgenau zu verändern. „Genetisch definierte Tumore, die mit dem CRISPR-Verfahren im Mausmodell entstehen, sind überaus wichtig, um personalisierte Tumortherapien zu testen“, erläutert Stiewe. „Unsere Methode spiegelt bestmöglich den natürlichen Prozess der Tumorentstehung beim Menschen wider, da auch hier die auslösenden Genmutationen in der Regel nicht vererbt, sondern erst im Laufe des Lebens erworben werden.“

Kontrolle mit leuchtfähigem Enzym in Blutbahn

Darüber hinaus bringe die neue Technik eine erhebliche Verbesserung im Versuchstierschutz. Sie lässt sich außerdem mit dem preisgekrönten Diagnoseverfahren kombinieren, für das Stiewe vor acht Jahren den Hessischen Tierschutz-Forschungspreis erhalten hat. „Wir versehen die Tumorzellen mit einem leuchtfähigen Luciferase-Enzym, das in die Blutbahn gelangt und dort nachweisbar ist“, führt Nastasja Merle aus. Bei Luciferasen handelt es sich um Enzyme, die Stoffe so umbauen, dass sie Licht ausstrahlen – eine Erscheinung, die man zum Beispiel von Glühwürmchen kennt. „Wir können anhand eines einzigen Blutstropfens aus der Schwanzvene der Mäuse jederzeit im Labor messen, wieviel Tumor in dem Tier vorhanden ist.“

MRT oder CT zur Untersuchung überflüssig

Bislang erforderte die Überwachung der Tumore umfangreiche, wiederholte und für die Tiere belastende Untersuchungen mit bildgebenden Verfahren wie MRT oder CT. Das ist nun nicht mehr nötig. „Wir haben die Markierung mit Luciferase, die wir ursprünglich für die Untersuchung von transplantierten Tumoren entwickelten, nunmehr auf die Überwachung von Tumoren ausgeweitet, die direkt im Tier entstehen“, legt Stiewe dar. Zusammengenommen ergibt sich eine erhebliche Verbesserung gemäß des 3R-Konzepts, da sowohl die Anzahl als auch die Belastung der Tiere maßgeblich reduziert werden.

Professor Dr. Thorsten Stiewe lehrt molekulare Onkologie an der Philipps-Universität. Neben Stiewes Arbeitsgruppe beteiligten sich  Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus der Marburger Klinik für diagnostische und interventionelle Radiologie, aus der Abteilung für Neuropathologie und der „Core Facility Genomics“ sowie Arbeitsgruppen des Max-Planck-Instituts für Herz- und Lungenforschung in Bad Nauheim und der Abteilung für Biochemie an der Justus-Liebig-Universität Gießen an der Studie.

—>Originalpublikation online

Originalpublikation: Nastasja Merle & al.: Monitoring autochthonous lung tumors induced by somatic CRISPR gene editing in mice using a secreted luciferase, Molecular Cancer 2022, DOI: https://doi.org/10.1186/s12943-022-01661-2