Umstritten erfolgreich: Nachwuchs mit zwei Vätern sowie drei Eltern geboren

In Kürze:

• Chinesischen Forschern ist es mittels Genschere erstmals gelungen, gesunden Nachwuchs von Mäusen mit zwei Vätern zu erschaffen.
• Das Ziel der chinesischen Forschung und eine mögliche Anwendbarkeit auf den Menschen sind unbekannt.
• In England erblickten acht gesunde Kinder mit drei Eltern das Licht der Welt.
• Das englische Verfahren zielt darauf ab, eine unheilbare schädliche Mutation in der mütterlichen DNA zu umgehen und gesunde Kinder zu erzeugen.

In der Natur bedarf es zur Fortpflanzung meist ein Männchen und ein Weibchen. Ausnahmen bilden Polypen, Einzeller oder Ringelwürmer. Bei Algen können zudem gleich mehr als zwei Partner im Spiel sein, während sich einige Eukaryoten nachweislich gleichgeschlechtlich oder eingeschlechtlich fortpflanzen.

Nun haben Forscher aus China und Großbritannien die Fähigkeiten der Algen und Eukaryoten bei Mäusen und Menschen nachgeahmt. Wie haben die Forscher in den natürlichen Prozess eingegriffen? Welche Gründe bewegten sie zu dem Versuch und was bedeutet das für die Zukunft?

Mäuse mit zwei Vätern

Jedes neue Säugetierleben beginnt auf natürlichem Wege mit der Verschmelzung einer Eizelle und einer Samenzelle zu einer befruchteten Eizelle. Sie enthält zwei Sätze von Genomen: einen von der Mutter und einen vom Vater. Wissenschaftler versuchen jedoch seit Jahrzehnten, einen alternativen Weg zu finden: den der Androgenese, einer Methode zur Erzeugung gesunder, fruchtbarer Nachkommen ausschließlich aus männlicher DNA.

Bisherige Versuche an Mäusen mit nur väterlichen Genomen erbrachten Nager, die sich nicht voll entwickeln konnten. Forschern um Yanchang Wei von der Shanghai Jiao Tong University gelang nun das scheinbar Unmögliche: Sie bearbeiteten die DNA mit der Genschere CRISPR/Cas9 so, dass sie lebensfähige Mäuse, sogenannte androgenetische Mäuse, aus dem genetischen Material von zwei Spermien schufen.

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Damit dies gelingt, mussten die Forscher die genomische Prägung, auch Imprinting genannt, manipulieren. Diese ist von Natur aus so programmiert, dass mütterliche und väterliche Teile perfekt ineinanderpassen – nicht aber zwei Eizellen oder zwei Spermien. Mit der Überwindung dieser „Blockade“ konnten Wei und Kollegen schließlich 259 Fruchtkörper herstellen, die sie in 18 Leihmutter-Mäuse einpflanzten.

16 von 18 Mäusen wurden trächtig, sieben Embryos wuchsen heran. Vier von sieben Jungmäusen starben vor der Geburt, drei wurden lebend geboren. Von den drei übrigen Mäusen war eine überdurchschnittlich groß, während zwei eine normale Größe und ein normales Verhalten zeigten – und schließlich ebenfalls gesunde Nachkommen zeugten.

Von dem Nachwuchs überlebten lediglich drei Jungtiere – zwei davon wiesen eine normale Entwicklung auf (Symbolbild). Foto: myschka79/iStock

Welches Ziel hinter der Forschung steht und ob diese Methode auch beim Menschen anwendbar ist, ist unklar.

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Acht Kinder mit drei Eltern

Zur gleichen Zeit in England gelang es britischen Forschern, dass acht gesunde Babys mit drei Elternteilen geboren wurden. Das Ziel war es, das Risiko zur Übertragung einer schweren Erkrankung zu verhindern, von der jährlich 5.000 Kinder betroffen sind.

Bei der Erkrankung handelt es sich um eine Mutation der mütterlichen, mitochondrialen DNA, die zu schweren Beeinträchtigungen des Nachwuchses führen. Mitochondrien produzieren die für das Leben notwendige Energie, doch schädliche Mutationen können zu einer verminderten Energieverfügbarkeit führen. Betroffen sind schließlich insbesondere Gewebe mit hohem Energiebedarf wie Herz, Muskeln und Gehirn.

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Mit einer Mitochondrienspende, auch Pronukleartransfer genannt, die nach der Befruchtung der Eizelle erfolgt, sollen künftig gesunde Kinder geboren werden. Bei diesem Verfahren transplantieren Forscher das Kerngenom aus der Eizelle, die eine mitochondriale DNA-Mutation trägt, in eine Kerngenom-freie Eizelle, die zuvor eine nicht betroffene Frau spendete. Der daraus entstehende Embryo erbt die Kern-DNA seiner Eltern, aber die mitochondriale DNA stammt überwiegend von der gespendeten Eizelle.

Auf diese Weise erblickten vier gesunde Mädchen und vier gesunde Jungen von sieben Frauen in England das Licht der Welt. Sechs von sieben Geburten verliefen ohne Zwischenfälle und alle Babys wiesen ein normales Gewicht auf. Eine anschließende Messung ergab, dass die Werte der krankheitsverursachenden mitochondrialen DNA-Mutationen bei fünf Kindern nicht nachweisbar waren und bei drei Babys weit unter den Werten lagen, bei denen Krankheitssymptome beobachtet werden.

„Unsere Forschung gibt vielen Frauen Hoffnung, dass ihre Kinder ohne diese Krankheit aufwachsen können“, sagte Doug Turnbull von der Newcastle University. Dennoch seien weitere Forschungen unerlässlich, so die Forscher.

Durch eine Mitochondrienspende konnten Mütter mit DNA-Mutation dennoch gesunde Kinder auf die Welt bringen. Foto: Natalia Kuzina/iStock

Ethische Bedenken mit verändertem Nachwuchs

In Deutschland ist ein derartiges Verfahren laut Paragraf 5 des Gesetzes zum Schutz von Embryonen (ESchG) verboten. „Das deutsche Embryonenschutzgesetz verbietet einen gezielten Keimbahneingriff, selbst wenn er zur Verhinderung einer Erbkrankheit durchgeführt wird“, erklärte Rechtsexperte Jochen Taupitz von der Universität Mannheim.

Inwieweit der Austausch der kerngenomfreien Eizelle jedoch als künstliche Veränderung der Erbinformation einer menschlichen Keimbahnzelle gilt, ist umstritten. „Ob […] die isolierten Vorkerne einer Eizelle, die in eine andere Eizellhülle mit nicht defekten Mitochondrien implantiert werden sollen, noch als menschliche ‚Zelle’ und damit als taugliche Tatobjekte anzusehen sind, ist umstritten. Gleiches gilt für die entkernte Eizellhülle, in die die Vorkerne implantiert werden“, so Taupitz.

Ebenso verbietet das Gesetz, das auf die Verhinderung von „Designerbabys“ abzielt, das Spenden einer Eizelle, da diese nur als Baustein dient und die Entwicklung eines Embryos verhindert.