Wirkung und Folgen
Theoretisch wie auch praktisch gesehen, kann man CRISPR-Cas für das Gendoping nutzen. Aber wie jede andere Methode gibt es Nebenwirkungen, die man kennen und verstehen sollte.
Lange Zeit sah es so aus, als würde CRISPR-Cas, bedingt durch seine scheinbar hohe Präzision, keine großen Nebenwirkungen mit sich bringen. In einem Versuchslabor behandelten Forscher von der Columbia University Medical Center zwei Mäuse mit CRISPR-Cas9, um einen Gen-Defekt zu heilen. Eine dritte unbehandelte Maus wurde zum Vergleich genutzt. Dabei wurde entdeckt, dass CRISPR-Cas auch diverse Gen-Mutationen auslösen kann. In diesem Fall waren es ungefähr 1500 Punktmutationen und 100 größere Veränderungen.
Die Mutationen wurden durch den off-target-effect verursacht. Dieser entsteht dadurch, dass im ganzen Genom homologe „Verwandte“ von einzelnen Genen vorhanden sind. Diese werden dann vom Cas9 Protein mit dem eigentlichen Gen verwechselt.
Diese Defekte können schwere Folgen nach sich ziehen. Es kann passieren, dass die ungewollten Fehler, aufgrund einer Überbelastung des „Systems“, nicht von dem Reparaturmechanismus der Zelle beseitigt werden können. Ein anderer Grund wäre, dass das Gen für die Reparatur selber schon durch eine Mutation beschädigt wurde. Dadurch würden permanente Mutationen entstehen.
Insbesondere wenn wachstumskontrollierte Gene beschädigt wurden, z.B. Onkogene oder Tumorsuppressorgene, ist die Wahrscheinlichkeit, dass weitere Mutationen entstehen, sehr hoch. Das Entstehen von weiteren Mutationen kann ebenfalls durch Umwelteinflüsse, aber auch durch die Ernährung ausgelöst werden. Durch die Vermehrung der Mutationen können einzelne Krebszellen entstehen.
Bei der Verdopplung der Zelle, der sogenannten Replikation, werden diese langfristigen Mutationen an die Tochterzelle weitergegeben, wodurch sich die beschädigte Krebszelle weiter vermehrt. Krebszellen verfügen über einen besonders aktiven Stoffwechsel und produzieren aggressive Substanzen, wodurch es fast unmöglich für die Zelle wird, sich zu reparieren bzw. den Tod der Zelle einzuleiten. Dies wird Apoptose genannt. Durch die Vermehrung von den mutierten Genen kann nun ein Tumor entstehen.