verfasst von Dieter Kaufmann
vormals aus Ulm
Globale NF Konferenz in Brüssel
Die jährliche, weltweite NF Konferenz fand im Juni 2024 wieder in Europa statt. Nach Paris im Jahr 2018 war diesmal Brüssel in Belgien der Tagungsort. Organisiert wurde das Treffen von der amerikanischen Children´s Tumor Foundation und der European Neurofibromatosis Group. 2025 wird der Tagungsort Washington sein.
Mehr als 1000 Ärzte bzw. Wissenschaftler aus der ganzen Welt trafen sich für 5 Tage im Brüsseler Kongresszentrum EGG. Am Anfang wurde der kürzlich an einem Tumor verstorbenen und sehr beliebten belgischen Molekulargenetikerin Ludwine Messiaen sehr eindrucksvoll und würdig gedacht. Sie war u.a. führend beim Nachweis von spezifischen Mutationen im NF1 Gen und hatte 2018 den Friedrich von Recklinghausen Preis der Children´s Tumor Foundation erhalten.
In den vielen Sessions konnte man sich von morgens bis abends sehr intensiv über eine Fülle von neuen, wichtigen und weiterführenden Daten und Erfahrungen aus den verschiedensten Forschungsbereichen austauschen. Das Wissen zu Pathomechanismen, Symptomen und Therapien bei NF1, NF2 und Schwannomatosen ist in den letzten Jahren enorm angewachsen. Zunehmend nehmen Diskussionen zu pharmakologischen Behandlungsansätzen von Symptomen der NF1 einen breiten Platz ein. Auch bei den pharmakologischen Therapieansätzen bei NF2 und den Schwannomatosen gab es viel Erfreuliches zu hören. Im Zentrum standen meist die Behandlung der Tumoren, aber auch die weiteren auffälligen Folgen dieser Systemerkrankungen. Wie immer in der Medizin und der Wissenschaft, es ist vieles komplizierter als anfangs angenommen und erhofft. Ist eine Frage gelöst, tun sich zwei neue Fragen auf. Aber es geht deutlich und stetig voran.
Konferenz Motto „Ending NF“
Wenn man wie ich seit mehr als 30 Jahren an diesen Treffen teilnimmt, ist es faszinierend zu sehen, dass endlich intensiv über praktische Therapieversuche zu diesen Erkrankungen diskutiert werden kann. Das diesjährige Motto der Children´s Tumor Foundation „Ending NF“ erscheint deshalb nicht mehr als unrealistische Forderung oder als ferner Traum. Es nähert sich langsam (hoffentlich sicher) der Realität. Lange Zeit galten diese erblichen Krankheiten als unheilbar, ein Schicksal, das man ertragen muss. Jetzt redet man intensiv über das medizinische Management dieser eigentümlichen Erkrankungen. Wir Wissenschaftler und Ärzte erleben dies als riesige Fortschritte. Für viele Betroffene ist das leider noch viel zu wenig. Medikamente um Symptome von NF1 und NF2 zu kontrollieren? Noch vor 15 Jahren war dies völlig unrealistisch. Jetzt redet man über Nebenwirkungen einzelner Medikamente. Pharmafirmen organisieren bei dem Treffen Sattelitenmeetings zu ihren Medikamenten.
„Ending NF“, dieses Ziel haben wahrscheinliche fast alle Teilnehmer dieses globalen Treffens. Es motiviert sie in ihren Labors, in den Kliniken, sich auf die oft mühseligen und schwierigen Wege zu machen. Den von diesen Erkrankungen Betroffenen will man helfen, nicht Geld verdienen. Mir fällt bei diesen Meetings immer wieder sehr angenehm auf, dass man es durchweg mit freundlichen netten Kollegen/innen zu tun hat. Irgendwer sagte, eigentlich ist das hier eine große Familie, und das stimmt. Und die wird zusammen alt. Diese Freundlichkeit findet man in der Medizin leider nicht überall. NF und Schwannomatose Betroffene haben in ihrem Unglück das Glück, dass sich weltweit so viele hochkompetente, menschenfreundliche und vernünftige Menschen um ihre Belange kümmern. Und das macht solche Treffen so angenehm und hilfreich. Faszinierend wie immer bei diesen Meetings war der sehr hohe wissenschaftliche Standard praktisch aller Vorträge und Poster, aber auch die sehr guten weiterführenden Fragen und Diskussionen. Das ist bei anderen Meetings anderer Disziplinen oder Themen nicht immer so.
„Ending NF“ aus einer humangenetischen Sicht
„Ending NF“, für einen Humangenetiker wie mich bedeutet das, daß eine wirksame somatische genetische Therapie dieser Erkrankungen entwickelt wird. Ursache der Erkrankungen sind ja (klitze)kleine DNA Veränderungen, Mutationen in Genen, also im NF1, NF2 oder den Schwannomatose Genen. Was durch einen dummen höchst ärgerlichen Zufall der Natur entstanden ist, sollte man doch auch wieder rückgängig machen können. Das hoffen wir Humangenetiker und mit uns natürlich viele Betroffene seit vielen Jahren, zumindest fast alle, die ich beraten habe. „Ein einzelner Baustein meiner 3 Milliarden „DNA-Bausteine“ ist verändert, und das stellt mein ganzes Leben auf den Kopf? Kann nicht sein. Kann man den nicht reparieren? Oder einfach das Gen austauschen?“ Das hörte ich immer wieder von erwachsenen NF Betroffenen, auch von den NF Kindern.
Warum ist eine somatische genetische Therapie so schwierig? Nehmen wir das NF1 Gen: es ist wirklich riesig. Wollte man es einfach ersetzen durch ein künstliches intaktes NF1 Gen gibt es (Vektor)Transportprobleme. Es ist für die meisten Transportsysteme einfach zu groß. Ausserdem, wie stellt man sicher, dass dies künstliche NF1 Gen im Genom da landet, wo es hin soll und nicht irgendwo, wo es Unsinn machen kann. Will man das mutierte NF1 Gen gezielt reparieren, steht man vor dem Problem, daß es sehr viele unterschiedliche Mutationen gibt. Man muss also viele verschiedene Reparaturansätze entwickeln. Und durch die Reparatur darf nicht irgendwo anders eine Fehlreparatur in einem anderen Gen erfolgen. Will man Symptome der NF1 im Körper gezielt genetisch angehen, hat man damit zu tun, daß die Ausgangszellen der Symptome schlecht zu erreichen sind und sich im ganzen Körper verteilt finden. Zudem, eine somatische genetische Therapie sollte ungefährlich sein, also nicht zu weiteren Erkrankungen führen.
Beim NF2 Gen ist es ein klein wenig einfacher: es ist kleiner, aber auch hier ist die Anzahl unterschiedlicher Mutationen groß und an die Zielzellen zu gelangen ist ebenfalls schwierig.
Eine kausale Heilung mittels einer somatischen genetischen Therapie bei genetisch bedingten Erkrankungen, darüber forschten viele, oft vergeblich. Einiges ging auch richtig schief. 2010 gelang ein wahrscheinlich entscheidender Durchbruch, die Entwicklung von CRISPR/Cas9, der „Gen-Schere“. 2020 erhielten Emmanuelle Charpentier und Jennifer Doudna hierfür den Chemie-Nobelpreis. „Gene editing“ wurde die Technik genannt. Wenn eine Technik im Prinzip geht, und das konnten die beiden zeigen, heisst das aber noch nicht, daß sie immer und vor allen Dingen immer fehlerfrei im Menschen funktioniert.
Also musste die Methode weiterentwickelt werden. Die Hoffnung vieler von genetisch bedingten Erkrankungen Betroffenen, dass es endlich klappen könnte, war und ist groß. Leider zeigte sich wie so oft in der Medizin: es geht voran, wahrscheinlich in genau die richtige Richtung, technisch ist aber noch viel zu lösen. Nicht nur das Leben der von genetischen Erkrankungen Betroffenen ist kompliziert, Natur ist es leider auch.
Über die in Brüssel vorgestellten ersten Versuche zu genetischen Therapieansätzen möchte ich im Folgenden als Humangenetiker berichten. Über die anderen, spannenden und sehr wichtigen Befunde zu den aktuellen und möglichen neuen Medikamenten und anderen Behandlungen können besser andere Kompetentere berichten.
Genetische Therapieansätze
Der erste Tag der Konferenz in Brüssel widmete sich Ansätzen zu somatischen genetischen Therapien. Die präsentierten Versuche fanden meist an Zellkulturen und in Organoiden statt, gelegentlich in Mäusen, aber noch nicht im Menschen. Einige der Forschungen profitieren von Geldern der Gilbert Family Foundation, die sich das Motto gegeben hat: „Accelerating a Cure for NF“, zu Ehren eines an NF1 verstorbenen Familienmitgliedes. In deren Gene Therapy Initiative (GTI) werden Ansätze gefördert, die ich für extrem wichtig halte: Gene replacement, Gene editing, RNA editing, Exon skipping, Mutation suppression, Gene delivery systems. Erste Daten zu einigen der geförderten Projekte wurden in Brüssel vorgestellt. Über sie möchte ich im Folgenden berichten. Und muss summarisch Betroffene davor warnen, vorschnelle unrealistische Erwartungen mit diesen Ansätzen zu verbinden. Es ist noch viel zu früh für konkrete Hoffnungen auf Heilungen.
„Gene editing“ in NF1 Zellen
So die ersten Versuche zum „Gene editing“ von Madeleine J. Sitton aus Durham in North Carolina aus dem Gersbach Labor. Sie präsentierte ihre Versuche zur Korrektur einer spezifischen NF1 Stop-Mutation mittels gene editing. Die getestete NF1 Mutation (NF1Arg681*) ist von NF1 Betroffenen bekannt. Die Versuche erfolgten in Zellkulturen. Ein Mausmodell mit dieser NF1 Mutation existiert auch. Zwei verschiedene CAS9 Gene wurden getestet, eine Modifikation des ursprünglichen CRISPR/Cas9 Systems, SaCas9 (aus Staphylococcus aureus) und SpCas9 (aus S. pyogenes). Mit deren Hilfe gelang es in den NF1 Zellen in der DNA ein durch die Mutation bedingtes vorzeitiges Stopcodons in ein (normales) Arginin Codon umzuwandeln, das heisst, die NF1 Mutation zu korrigieren. 9 Tage nach der Transfektion fand sich in 23% bzw. 15% der untersuchten Zell-Transkripte die Korrektur des NF1 Gens. Und die Zellen produzierten wieder funktionsfähiges Neurofibromin. Das heisst, die Methode des Gene editings funktioniert auch in den NF1 Zellen, im Prinzip. Der Vorteil dieses Ansatz ist, daß er pro Zelle nur einmal funktionieren muss. Dann ist das NF1 Gen korrigiert und die Zelle ist wieder „gesund“. Wenige Behandlungen mit den Therapeutika könnten ausreichen. Die nächsten Versuche erfolgen in der NF1 Maus.
Gezieltes NF1 „Exon skipping“
Bei den Ansätzen mit therapeutischen RNAs erhalten die Zellen kontinuierlich die künstlichen RNAs. Bei ihrer Entwicklung wurden in den letzten Jahren große Fortschritte erreicht. Am bekanntesten ist das vielleicht für die RNA Impfstoffe, z.B. die gegen COVID19, mit denen viele geimpft wurden. Santiago Vernia aus London stellte verschiedene Ansätze zur Beeinflussung von bestimmten NF1 Mutationen mit spezifischen RNA Oligonukleotide vor. Bei einem beeinflusst man das durch spezifische NF1 Mutationen bedingte Fehlspleissen. Zahlreiche Spleissmutationen sind bei der NF1 bekannt. Die gruppe stellte auch eine neue Lösung für ein großes praktisches Problem des Ansatzes vor, den sicheren Transport der RNA Oligonukleotide zu den Zielzellen. Exosomen bieten sich hierfür an. Weitere von Vernia vorgestellte Oligonukleotide könnten gezielt weitere durch die NF1 Mutationen veränderten nachgeordneten zellulären Signalwege beeinflussen. Nachteil an den „zielgenauen“ RNA NF1 Therapeutika kann sein, dass sie in den Zellen nur für kurze Zeit wirken.
Ein praktisches Beispiel zur Beeinflussung von NF1 Spleissen mittels Oligonukleotiden stellten andere Forschende aus Alabama vor. Die untersuchte NF1 Mutation, eine Missensmutation G629R im Exon 17, führt zu über ein Fehlspleissen zu einer fehlerhaften NF1 Expression. Die Daten wurden von Deeann Wallis präsentiert. Zu der Gruppe gehört auch der schon lange vom Verein Nothing is forever geförderte Robert Kesterson. Die untersuchte NF1 Mutation ist bei Betroffenen bekannt. Sie führt in Zellkulturen über eine neue Spleißstelle zu einem Fehlspleißen des NF1 Transkripts. Dies führt letztlich zu einem vorzeitigen Abbruch der Bildung des Neurofibromins und somit zu einem relativen Mangel an Neurofibromin in den Zellen. Durch von ihnen entwickelte spezifische Antisense-Oligonukleotiden (ASOs genannt) kann das Exon 17 in Zellkulturen heraus gespleisst werden. Hierdurch wird das Fehlspleißen verhindert. Es entsteht ein verkürztes aber funktionsfähiges Neurofibromin. Der Neurofibrominmangel in den behandelten Zellen ist fast behoben.
Mit den aktuellen Daten konnte die Gruppe zeigen, dass dieser Ansatz auch in einem speziellen Mausmodell mit dieser NF1 Mutation gelingt. Die Oligonukleotide wurden dabei durch spezifische Peptide gezielt so modifiziert, daß sie leichter von den Zellen aufgenommen und in den Zellen freigesetzt werden. Wie in den Zellkulturen gelang in ersten Versuchen in den NF1-Mäusen die Korrektur der Expression des NF1 Gens. Interessanterweise funktionierte dies auch in den für Symptome der NF1 wichtigen Geweben wie dem Gehirn und dem Sehnerv (N. opticus). Mit Hilfe dieser Oligonukleotide konnte also eine NF1 Spleißmutation in vivo (in der Maus) gezielt so beeinflusst werden, dass wieder (teil)funktionsfähiges Neurofibromin hergestellt werden kann. Um einfacher testen zu können, in welchen Geweben die weitere, modifizierte Oligonukleotide effektiv das Spleißen beeinflussen können, wurde eine weiteres (Monitoring) Mausmodell geschaffen. Die Daten der Gruppe sind wichtig und erfolgsversprechend. Bei einer anderen genetisch bedingten Erkrankung, M. Duchenne, konnte gezeigt werden, dass die zur Exon-Skipping-Strategie in den Mäusen gewonnenen Daten auf den Menschen übertragen werden können und zu Therapien führen. Auch hier gilt es, wie oben beschrieben, das Problem der regelmäßigen Zuführung mit diesen spezifischen Oligonukleotiden zu lösen.
Schwannome und Transfektion mit ASC
Gentherapeutische Ansätze könnten man auch für die Therapie von bestimmten Tumoren sinnvoll sein. Dies wurde für die Behandlung von Schwannomen, Symptome von der NF2 und der Schwannomatose, von der Gruppe von Gary Brenner aus Boston untersucht. Schwannome können sehr schmerzhaft sein, das Labor untersucht die Biologie von Schmerzen. Ein bestimmtes Gen, ASC, spielt dabei eine wesentliche Rolle. Es kodiert für ein Protein, das bei Entzündungs-Reaktionen eine wichtige Funktion hat. Dieses (künstliche) Gen brachten sie in kultivierte Schwannomzellen ein. Sie nutzen als Transportvehikel für das ASC Gen bestimmte Adeno-Viren (AAV1). Damit das transfizierte ASC Gen nur in Schwannzellen aktiv ist, wurde es unter die Kontrolle eines Schwannzell-spezifischen Promotors (P0) gebracht. Mit Hilfe dieses künstlichen Virus AAV1-P0-hASC konnte das Wachstum der Schwannomzellen in Zellkulturen und implantiert in einem Mausmodell verkleinert werden. Dieser Ansatz könnte auf den Menschen übertragen werden: Wachstumverhinderung von Schwannomen durch ein spezifisches künstliches Virus mit ASC. Die für die klinischen Versuche notwendigen erfolgreichen Voruntersuche stellte Brenner zusätzlich vor.
Schwannome und Transfektion mit einem künstlichen NF2 Gen
In einem anderen Ansatz wurde eine somatische NF2 Genersatztherapie in bestimmten Schwannomzellen erprobt. Schwannome sind ein Leitsymptom der Schwannomatosen. Eine Form der Schwannomatose, die NF2-SWN, entsteht durch den Verlust des NF2 Gens. Die Gruppe um Krizelle Alcantara aus Ohio untersuchte, ob sich durch eine NF2 Gen-Ersatztherapie in Schwannomzellen deren Wachstum verhindern läßt. Als Vehikel für das künstliche NF2 Gen testeten sie ebenfalls bestimmte Adeonoviren. In diese brachten sie entweder das künstliche NF2 Gen ein oder eine grünleuchtende Variante (AAV.NF2.NF2 bzw. grünleuchtend AAV.NF2.GFP). Die Viren wurden in die Gehirnventrikel bestimmter Mäusen injiziert. So konnte gezeigt werden, daß die Viren die für die Schwannomatose wichtigen Zielzellen erreichten und das eingebrachte Gen exprimierten.
Ein weiteres Modell, um das Wachstums von NF2-Schwannomzellen in vivo zu beobachten, ist ihr Einbringen in den N. ischiadicus der Maus. Wurden die implantierten Zellen zusätzlich mit den obigen Viren infiziert, führte das zu einer erneuten Bildung von Schwannomin/Merlin und hierdurch zu einem geringeren Wachstum. Gleiches wurde gefunden, wenn mit den Viren Schwannzellen aus IPS Zellen, die aus Zellen von Patienten mit verschiedenen NF2 Mutationen gewonnen wurden, infiziert wurden,
Die Versuche zeigen, daß man ein künstliches NF2 Gen erfolgreich in Tumorzellen einbringen kann und dass dieses Vorgehen die erhofften biologische Effekte hat. Auch hier ist die Weiterentwicklung dieses spannenden Ansatzes einer somatischen genetischen Therapie bei NF2 Verlust zu einer klinischen Anwendung noch offen.
Schwannome und gezieltes NF2 „Exonskipping“
Einen anderen Ansatz zu einer somatischen genetischen Therapie der Tumoren der NF2 assoziierten Schwannomatose (NF2-SWN) stellte Gemma Casals Sendra aus der Gruppe in Barcelona vor. Die Gruppe hatte in früheren Versuchen an Fibroblastenzellkulturen gezeigt, dass eine bekannte NF2 Mutation durch gezieltes Exon Skipping (im NF2 Exon 11) mittels eines spezifischen Oligonukleotides funktionell korrigiert werden kann. In Brüssel stellten sie vor, daß diese Strategie auch in unterschiedlichen für die NF2 relevanten Zelltypen mit dieser Mutation funktioniert, die aus mittels CRISPR/Cas9 behandelten IPS Zellen gewonnen wurden. Von besonderen Interesse waren dabei Zellen, die ontogenetisch der Neuralleiste entstammen. Viele Symptome bei den Neurofibromatosen wirken sich bevorzugt in diesen Zellen aus. NF2 Mutationen können in diesen Zellen zu veränderten Expressionen in anderen (nachgeordneten) Genen führen. Wurden die Neuralleistenzellen mit den Oligonukleotiden behandelt, konnte die Expression von vielen durch die NF2 Defizienz veränderten Genen korrigiert werden. Eine funktionelle Wiederherstellung der NF2 Expression kann also auch mit einem „Umschalten“ von zahlreichen anderen Genen in die „richtige Richtung“ verbunden sein. Den präsentierten erfolgreichen Versuchen sollen Experimente an NF2 Sphäroiden folgen, kleinen künstlichen „Gewebeklumpen“ mit der NF2 Mutation. All diese Versuche zeigen, es geht voran mit den somatischen gentherapeutischen Ansätzen, Schritt für Schritt. Auch Luigi Naldini aus Mailand wies in einem Übersichtsvortrag zu genetischen somatischen Gentherapien bei anderen Erkrankungen darauf hin, wie lang und steinig diese Wege sein können. Bei einigen genetisch bedingten Erkrankungen funktioniere inzwischen aber schon erstaunlich viel. Bis zu einer erfolgreichen klinischen Anwendung bei NF1, NF2 und den Schwannomatosen ist es also noch ein langer Weg. Aber immerhin, viele Anfänge sind erfolgreich gemacht.
Im Folgenden Video können Sie sich einen kurzen Einblick verschaffen: CTF Global Conference 2024
