Bestätigung der Sicherheit von gentechnisch veränderten allergenfreien Eiern
Forscher haben ein Hühnerei entwickelt, das für Menschen mit EiweißAllergien unbedenklich sein könnte. Hühnerei-Allergien sind eine der häufigsten Allergien bei Kindern. Obwohl die meisten Kinder bis zum Alter von 16 Jahren aus dieser Allergie herauswachsen, haben einige von ihnen bis ins Erwachsenenalter eine Eiallergie. Eiweißallergien können eine Vielzahl von Symptomen hervorrufen, darunter Erbrechen, Magenkrämpfe, Atemprobleme, Nesselsucht und Schwellungen, und einige Menschen mit Eiweißallergien können bestimmte Grippeimpfstoffe nicht erhalten.
Scientists from Hiroshima University produced OVM knocked out chickens using genome editing tools. (Colored chickens are knockout chickens.)
Ezaki et al. 2023, Food and Chemical Toxicology
Mithilfe der Genom-Editing-Technologie haben Forscher ein Ei ohne das Protein hergestellt, das Eiweißallergien auslöst. Dieses Protein, Ovomucoid genannt, macht etwa 11 % des gesamten Eiweißes aus.
In einer im April 2023 in der Fachzeitschrift Food and Chemical Toxicology veröffentlichten Studie wurde das Lebensmittelsicherheitsprofil dieses veränderten Eies, des so genannten OVM-Knockouts, detailliert beschrieben.
"Um OVM-Knockout-Hühnereier als Lebensmittel zu verwenden, ist es wichtig, ihre Sicherheit als Lebensmittel zu bewerten. In dieser Studie untersuchten wir das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein der Expression mutierter Proteine, die Einfügung von Vektorsequenzen und Off-Target-Effekte bei Hühnern, die mit OVM durch Platin-Transkriptionsaktivator-ähnliche Effektornukleasen (TALENs) ausgeknockt wurden", so Ryo Ezaki, Assistenzprofessor an der Graduate School of Integrated Sciences for Life an der Hiroshima University in Hiroshima, Japan. TALENs sind Restriktionsenzyme, die bestimmte DNA-Sequenzen erkennen und sie brechen oder schneiden.
Um die OVM-Knockout-Eier zu entwickeln, mussten die Forscher das Ovomucoid-Protein im Eiweiß erkennen und eliminieren. TALENs wurden so entwickelt, dass sie ein Stück RNA namens Exon 1 angreifen, das für bestimmte Proteine kodiert. Die mit dieser Technik erzeugten Eier wurden dann getestet, um sicherzustellen, dass kein Ovomucoid-Protein, mutiertes Ovomucoid-Protein oder andere Off-Target-Effekte vorhanden waren. Die Eizellen wiesen die gewünschte Frameshift-Mutation auf, d. h. eine Mutation, die durch Einfügen oder Löschen von Nukleotidbasen in einem Gen entsteht, und keine von ihnen exprimierte reife Ovomucoid-Proteine. Mit Anti-Ovomucoid- und Anti-mutant-Ovomucoid-Antikörpern wurden Spuren des Proteins nachgewiesen, aber es gab keinen Hinweis auf Ovomucoid in den Eiern. Dies bedeutet, dass die mutierten Ovomukoide keine neuen Allergene bilden können. Dies ist ein wichtiger Schritt zur Bestimmung des Sicherheitsprofils der Eier.
Andere Gen-Editing-Tools, wie CRISPR, neigen zu Off-Target-Mutagenese-Effekten. Das bedeutet, dass durch den Gen-Editing-Prozess neue Mutationen ausgelöst werden. Die Sequenzierung des gesamten Genoms der veränderten Eiklar zeigte jedoch, dass die Mutationen, bei denen es sich möglicherweise um Off-Target-Effekte handelt, nicht in den proteinkodierenden Regionen lokalisiert waren.
"Die von homozygoten OVM-Knockout-Hennen gelegten Eier wiesen keine offensichtlichen Anomalien auf. Das Eiweiß enthielt weder die reife OVM noch die verkürzte OVM-Variante", so Ezaki. "Die potenziellen TALEN-induzierten Off-Target-Effekte bei OVM-Knockout-Hühnern waren in den intergenischen und Intron-Regionen lokalisiert. Die für die Genom-Editierung verwendeten Plasmid-Vektoren waren nur vorübergehend vorhanden und integrierten sich nicht in das Genom der editierten Hühner. Diese Ergebnisse verdeutlichen die Bedeutung von Sicherheitsbewertungen und zeigen, dass die von diesem OVM-Knockout-Huhn gelegten Eier das Allergieproblem in Lebensmitteln und Impfstoffen lösen."
In Zukunft werden die Forscher das Sicherheitsprofil der OVM-Knockout-Eier weiter überprüfen. Da einige Menschen hochgradig allergisch auf dieses spezifische Protein reagieren, können selbst kleine Mengen von Ovomucoid eine Reaktion hervorrufen. Die Forscher müssen weitere immunologische und klinische Studien durchführen, um die Sicherheit der OVM-Knockout-Eier zu bestimmen. Zum jetzigen Zeitpunkt haben die Forscher festgestellt, dass OVM-Knockout-Eier weniger allergen sind als herkömmliche Eier und gefahrlos in wärmeverarbeiteten Lebensmitteln verwendet werden können, die Patienten mit Ei-Allergien essen können. "Die nächste Phase der Forschung wird darin bestehen, die physikalischen Eigenschaften und die Verarbeitungseignung von OVM-Knockout-Eiern zu bewerten und ihre Wirksamkeit durch klinische Versuche zu bestätigen", so Ezaki. "Wir werden weiter forschen, um die praktische Anwendung von Eiern mit reduzierter Allergie zu ermöglichen."
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