Mutationen in einem einzigen Gen – dem Cystic Fibrosis Transmembrane Regulator (CFTR) Gen – verursachen CF. Das Gen wurde 1989 entdeckt. Seitdem wurden mehr als 900 Mutationen dieses einzelnen Gens identifiziert.
In normalen Zellen fungiert das CFTR-Protein als Kanal, über den Zellen Chlorid und andere Ionen freisetzen können. Bei Menschen mit CF ist dieses Protein jedoch defekt und die Zellen setzen das Chlorid nicht frei. Das Ergebnis ist ein falscher Salzhaushalt in den Zellen und dicker, klebriger Schleim. Die Forscher konzentrieren sich auf Möglichkeiten, CF zu heilen, indem sie das defekte Gen oder das defekte Protein korrigieren.
Gentherapieforschung verspricht Heilung für Mukoviszidose
Die Gentherapie verspricht eine lebensrettende Behandlung für CF-Patienten, da sie auf die Ursache von CF abzielt und nicht nur Symptome behandelt. Die Gentherapie für CF begann 1990, als Wissenschaftler fehlerhafte CFTR-Gene erfolgreich korrigierten, indem sie Laborzellkulturen normale Kopien des Gens hinzufügten.
1993 wurde die erste experimentelle gentherapeutische Behandlung bei einem Patienten mit CF durchgeführt. Die Forscher modifizierten ein Erkältungsvirus, um als Transportmittel – oder „Vektor“ – zu fungieren, das die normalen Gene zu den CFTR-Zellen in den Atemwegen der Lunge trägt.
Nachfolgende Studien haben andere Methoden der Genabgabe getestet, wie Fettkapseln, synthetische Vektoren, Nasentropfen oder das Beträufeln von Zellen über einen flexiblen Schlauch zu CFTR-Zellen, die die Atemwege der Lunge auskleiden. Forscher testen jetzt die Aerosolabgabe mit Verneblern.
Aber das beste Liefersystem für den Transport normaler CFTR-Gene zu finden, ist nur ein Problem, das Wissenschaftler lösen müssen, um eine wirksame Behandlung für CF zu entwickeln. Wissenschaftler müssen auch die Lebensdauer der betroffenen Lungenzellen bestimmen, die „Elternzellen“ identifizieren, die CFTR-Zellen produzieren, herausfinden, wie lange die Behandlung dauern sollte und wie oft sie wiederholt werden muss.
Die ersten Gentherapieexperimente mit Mukoviszidose betrafen Lungenzellen, da diese Zellen leicht zugänglich sind und Lungenschäden das häufigste, lebensbedrohlichste Problem bei CF-Patienten sind. Aber Wissenschaftler hoffen, dass die Technologien, die für Lungenzellen entwickelt werden, angepasst werden, um andere Organe zu behandeln, die von CF betroffen sind.
Genetische Forschung kann zu neuen Medikamenten zur Behandlung von Mukoviszidose führen
Ein weiterer Forschungsdurchbruch bietet einen vielversprechenden Ansatz zur Behandlung von Mukoviszidose. Forscher am Genome Center der University of Washington und der PathoGenesis Corporation haben eine genetische Karte für das Bakterium Pseudomonas aeruginosa erstellt. Dieses Bakterium ist die häufigste Ursache für chronische und tödliche Lungeninfektionen bei Menschen mit CF. Die Wissenschaftler hoffen, ihr Wissen über die genetische Sequenz dieses Bakteriums nutzen zu können, um innovative Medikamente zur Behandlung von Infektionen zu entwickeln, die durch P. aeruginosa verursacht werden.
Gen-Datenbank beschleunigt Forschung
Da die Menge an Informationen über CF wächst, haben Wissenschaftler die Notwendigkeit erkannt, ihre Forschungsergebnisse zu teilen. Um diesen Informationsaustausch zu erleichtern, finanziert die Cystic Fibrosis Foundation Cystic Fibrosis Foundation Therapeutics (CFFT) an der University of North Carolina Chapel Hill. Das Zentrum wird zu einem Repository für Daten aus Genexpressionsstudien. Durch die Bündelung von Informationen hoffen die Forscher, den Prozess der Suche nach einer Heilung für CF zu beschleunigen.