5. Mit Knock-out-Mäusen Gene verstehen
Mit Knock-out-Tieren kann nicht nur eine konkrete (monogenetische) Krankheit untersucht werden, sondern ganz grundsätzlich die Frage, wozu ein Gen im Körper dient. Die Idee ist einfach: Ist ein Gen innerhalb eines Organismus defekt (und damit auch das entsprechende Protein), dann funktioniert etwas Bestimmtes nicht. Wenn zum Beispiel das Insulin-Gen defekt ist, kann der Zuckerhaushalt im Körper nicht mehr richtig gesteuert werden. Wenn in einer Fliege ein Wachstumsgen ausgeschaltet wird, dann entstehen Minifliegen. Mit anderen Worten: Durch das gezielte Ausschalten von Genen, kann auf die Funktion dieses Gens geschlossen werden. Der Vorteil der Knock-out-Mäuse besteht darin, dass man die Wirkung des Gens am lebenden Tier beobachten kann.
Im Gegensatz zu den Knock-out-Tieren ist bei der Herstellung von Tieren mit zusätzlicher, fremder Erbsequenz (Knock-in-Tiere) die Absicht eine andere. Das Tier soll zusätzliche Fähigkeiten erhalten. Weltweit bekannt geworden ist die erste Maus, der in den Labors der «Harvard Medical School» (einer berühmten Forschungseinrichtung in Boston) ein menschliches Krebsgen eingepflanzt wurde, um den Verlauf der Krebskrankheit und mögliche Therapien am Tiermodell zu testen. In der Zwischenzeit stehen neue Generationen von Krebsmäusen für die Forschung als Krankheitsmodell zur Verfügung.
Nach dem geltenden Schweizer Tierschutzgesetz, braucht es eine Bewilligung, wenn jemand Wirbeltiere gentechnisch verändern oder in Tierversuchen einsetzen will. Von den erwähnten Modellorganismen braucht es demnach für Fische und Mäuse eine Bewilligung, für den Fadenwurm und die Fruchtfliege hingegen nicht. Die Anzahl Tierversuche mit gentechnisch veränderten Mäusen hat seit 2008 um 34 Prozent zugenommen (Stand 2017) – eine Entwicklung, in der sich das Wachstum der biomedizinischen Forschung (Life Sciences) widerspiegelt sowie auch die steigende Bedeutung transgener Versuchstiere, etwa für die Krebsforschung.
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Gentechnisch veränderte Tiere für die medizinische Anwendung
Gentechnisch veränderte Tiere werden nicht nur für die Grundlagenforschung gezüchtet. Es gibt eine Reihe von Anwendungen, die derzeit in Entwicklung sind oder die bereits getestet wurden, oft mit sehr gemischtem Erfolg. Hier einige prominente Beispiele:
Xenotransplantation
Xenotransplantation
Viele Menschen, die ein neues Organ benötigen, müssen sehr lange darauf warten und manche sterben, weil sich nicht rechtzeitig ein passendes Organ finden lässt. Die Forschung sucht daher nach Alternativen. Dazu gehört auch die so genannte Xenotransplantation, die Verwendung von tierischen Organen. Normalerweise werden Tierorgane vom menschlichen Körper sofort abgestossen und können daher nicht transplantiert werden. Wenn es gelingen würde, die Genetik von Tieren so zu verändern, dass die Organe vom Menschen nicht mehr als fremd erkannt würden, könnte man diese Abstossungsreaktion verhindern oder zumindest in den Griff bekommen. Im Zentrum der Forschung stehen vor allem Schweine, denn die Nieren und Herzen dieser Tiere sind von der Grösse und vom Aufbau her so beschaffen, dass sie sich gut auf Menschen übertragen liessen. Die Forschung ist heute aber so weit, dass Organe von gentechnisch veränderten Schweinen in Affen erprobt werden können. Zudem konnte das Problem der Virenübertragung gelöst werden: Bislang scheiterten solche Transplantationen auch an der Angst, dass Viren vom Schweineherzen auf den Menschen übertragen werden könnten. Ob mit Hilfe von Xenotransplantation jemals Organe für den Menschen hergestellt werden können, ist ungewiss.
Gene-Pharming
Dass man Mäuse melken kann, ist für manche Forschenden kein Scherz. 1987 produzierten Mäuse zum ersten Mal den menschlichen Wachstumsfaktor t-PA und gaben diesen mit ihrer Milch in hohen Konzentrationen ab. Dies gelang, weil ein Schalter (Promotor) ins Erbgut eingebaut wurde. Dieser Schalter bewirkt, dass das Gen nur in Milchdrüsen aktiv ist, aber nicht in anderen Stellen des Körpers. Man nennt diese Art der Medikamentenproduktion Gene-Pharming. Im Sommer 2006 wurde in Europa erstmals ein Wirkstoff zugelassen, der von einer gentechnisch veränderten Ziege produziert und in der Milch ausgeschieden wird. Beim Wirkstoff handelt es sich um menschliches Antithrombin, das Patienten verabreicht wird, die unter einer erblichen Antithrombin-Schwäche (Gerinnungsschwäche) leiden.