RNA Interferenz: Neue therapeutische Strategien nicht nur gegen HIV

von Georg Behrens

Was noch auf der letzten CROI mit Beiträgen kaum über der Nachweisgrenze repräsentiert war, hat sich in diesem Jahr schon zu einer vollständigen Session entwickelt. Die Rede ist von RNA Interferenz, d.h. Genregulation mittels kurzer hochspezifischer RNA-Abschnitte. RNA Interferenz (kurz RNAi) hat in vielen Bereichen der Molekularbiologie und Medizin in nur kurzer Zeit zu intensiver Forschung und raschem Wissenszuwachs gesorgt (HIV.NET berichtete). Die Hoffnung besteht, mit RNAi nicht nur HIV besser zu verstehen sondern auch therapeutisches Neuland zu betreten.

RNA Interferenz bezeichnet einen komplexen Vorgang - nämlich das Ablesen eines Gens stillzulegen. Dazu dienen kurze doppelsträngige RNA-Fragmente, die sehr spezifisch mit Nukleotidsequenzen in der mRNA interferieren. Diese Fragmente müssen aber gezielt an den Ort ihrer Wirkung gebracht werden und vor dem enzymatischen Abbau geschützt sein. Und hier fangen die Probleme auch schon an. Strategische Experimente versuchen z.B. HIV-Genprodukte in infizierten Zellen zu attackieren oder die Infektion von Zellen durch Reduktion der CD4 oder Chemokinrezeptorexpression zu verhindern (Abstract # 52). Dazu könnte man z.B. RNAi mit der Gentherapie hematopoetischer Stammzellen kombinieren. Die Gentherapie mit lentiviralen Vektoren in humanen SCID Mäusen hat tatsächlich schon vor anschließender Infektion der Tiere mit HIV geschützt (Abstract # 50). Zu berücksichtigen ist aber auch die Zugänglichkeit der Zielstrukturen auf der mRNA. Nicht alle Abschnitte der mRNA sind für die Interaktion mit interferierenden RNA Fragmenten erreichbar, und so müssen mögliche Zielstrukturen auf der mRNA erst gesucht und getestet werden. Um nicht nur die Wirkung der Interaktion von RNAi und mRNA auszunutzen, könnte man evtl. auch durch Methylierung der Zielstrukturen die Wirkung von RNAi potenzieren.

Leider kann HIV durch seine bekannte Mutationsfreudigkeit wie schon bei den etablierten Therapien auch hier zu Resistenzen führen. Diesem Phänomen versucht man mit Kombination verschiedener RNAi entgegenzuwirken.

Judy Lieberman von Dana Faber Cancer Instiute gab eine spannende Übersicht auf der CROI 2003 zum Thema RNAi (Abstract # 51). Durch Transduktion von exogener RNAi (spezifisch für CCR5 und p24) in HIV-infizierte Makrophagen gelang ihrer Arbeitsgruppe, in diesen Zellen die HIV-Produktion massiv zu supprimieren. Die Effekt hielten in der Zellkultur sogar für zwei Wochen an, wohl weil die Makrophagen sich nicht mehr teilen und damit die RNAi Fragmente lange stabil bleiben und wirken können. In weiteren Experimenten in Mäusen gelang es der Arbeitsgruppe, Fas-spezifische RNAi durch intravenöse Gabe in ausreichenden Mengen in die Hepatozyten von Mäusen zu bekommen. Obwohl erfolgreich, ist diese Methode (sog. "hydrodynamic transfection method") mit dreimaliger Injektion von 1 ml pro Maus in 24 Stunden vergleichsweise drastisch und entspricht drei raschen 3 Liter-Infusionen in einen 75 kg schweren Menschen. Dennoch wurde in den Tieren die Expression von Apoptosemolekülen (Fas) blockiert und die Mäuse waren vor einer durch Fas induzierten Hepatitis nach Injektion von ConA geschützt. Die Ergebnisse sind nun vorab in Nature Medicine [1] erschienen und liefern erste echte therapeutische Ansätze, die zunächst aber nur prinzipiell für die HIV-Infektion Relevanz haben.

Es wird immer deutlicher, daß in diesem Forschungsgebiet ein enormes Potential für die Medizin steckt. Die wissenschaftlichen Publikationen zum Thema sind fast ausschließlich in den Top-Journals zu finden und gelten derzeit als die "Renner" der Wissenschaftsbörse. Kurs steigend.

Literatur

[1] Song E, Lee S-K, Wang J, et al. RNA interference targeting Fas protects mice from fulminant hepatitis. Nat Med 2003, doi:10.1038/nm828 (advanced online publication)