Wanneer is het oké om aan DNA te sleutelen?

van Rosa van den Dool. In de wereld van de genetica is steeds meer mogelijk. Als het aan dr. Sabine Fuchs ligt, zal het niet lang meer duren voordat we ernstige genetische aandoeningen gaan behandelen met genetische therapie. Genetische modificatie is niets nieuws: wetenschappers sleutelen al decennia aan het DNA van gewassen, bijvoorbeeld om ze een andere kleur te geven of om ze resistent te maken tegen bepaalde bacteriën. Maar in 2020 stond de wereld toch even op zijn kop, toen de Nobelprijs voor de scheikunde werd uitgereikt aan de twee onderzoeksters die de Crispr-Cas9-techniek ontwikkelden. Met deze techniek zou het namelijk een stuk makkelijker en goedkoper worden om ook aanpassingen te doen aan menselijk DNA. En dat klinkt misschien gevaarlijk, maar het tegendeel is waar: genetische modificatie kan namelijk als therapie worden gebruikt voor de meest ernstige erfelijke ziektes. Voor kinderen met metabole ziekten kan gentherapie levensreddend zijn. Kinderarts dr. Sabine Fuchs doet onderzoek naar een veelbelovende, nieuwe vorm van gentherapie die nauwkeuriger is dan Crispr-Cas9: prime-editing. Tijdens de tweede editie van Het zit (niet) in je genen vertelde ze over haar onderzoek. Wat kunnen we bereiken met deze techniek, maar ook: waar liggen de grenzen van wat we moeten willen? Een foutje in je genetische code Kinderen met stofwisselingsziekten, of metabole ziekten, zijn vaak de dupe van minuscule fouten in hun DNA. Deze kleine fouten hebben grote effecten op hun gezondheid en leiden er vaak zelfs toe dat kinderen op jonge leeftijd overlijden. Hoe kunnen je genen je zo ziek maken? Je kunt je DNA zien als een gigantisch kookboek. Het bevat de instructies voor het produceren van eiwitten. Eiwitten hebben enorm veel functies in ons lichaam: ze werken onder andere als bouwstof, leveren energie en reguleren bepaalde transportprocessen. Bepaalde eiwitten, enzymen, helpen bij de afbraak van afvalstoffen in het lichaam. Bij iemand met een metabole ziekte gaat dit mis: door een fout in het recept (het DNA) worden er minder of geen enzymen gemaakt voor een bepaalde afvalstof, of zitten de enzymen die gemaakt worden niet goed in elkaar. Het lichaam voert de afvalstof niet goed af, waardoor deze zich ophoopt. Zo vergiftigt je eigen lichaam je organen en kun je behoorlijk ziek worden. Een streng dieet en de juiste medicijnen kunnen het ziekteproces uitstellen of vertragen, maar deze oplossing is vaak maar tijdelijk. Dit is waar genetische therapie haar intrede kan doen. Gene-editing als oplossing Hoe kan je met gentherapie een ziekte behandelen? Dit kan door het stukje niet-werkend DNA weg te knippen, het te vervangen door een andere code of een heel nieuw stukje DNA tussen het al bestaande DNA te plakken. De wetenschap houdt zich al decennia bezig met de mogelijkheden van gentherapie, maar is pas sinds relatief kort succesvol. In 2012 ontwikkelden wetenschappers Jennifer Doudna en Emmanuelle Charpentier een techniek waarmee het veranderen van de genetische code ineens een stuk eenvoudiger werd: met Crispr-Cas9 werd het mogelijk DNA te knippen én te plakken in menselijke cellen. Crispr-Cas9 heeft alleen wel nadelen, vertelt Fuchs: “Helaas is Crispr-Cas9 niet altijd even effectief en is het soms ook een slordige methode.” En slordigheid is het laatste wat je wil, nu we weten dat zelfs de kleinste foutjes in DNA grote effecten kunnen hebben. [caption id="attachment_341317" align="aligncenter" width="500"] In gekweekt leverweefsel werkt prime-editing als behandeling voor de ziekte van Wilson[/caption] Zelf werkt ze met een nieuwere manier van gentherapie: Prime-editing. “Prime-editing is nauwkeuriger én veelzijdiger dan Crispr-Cas9, je kunt er alle veranderingen mee maken die je wil.” In het lab van Fuchs testen ze de methode in vitro: er worden mini-levertjes gekweekt die de ziekte van Wilson bij zich dragen, een metabole ziekte waarbij koper niet goed wordt afgevoerd en zich opstapelt in de lever. Vervolgens wordt al het gereedschap voor prime-editing in deze mini-levertjes ingebracht en daar gaat dit gereedschap zelf aan de slag: het stukje DNA dat de ziekte veroorzaakt wordt veranderd in gezond DNA. Door deze genetische verandering kan koper wél weer goed worden afgevoerd. “Op deze manier kun je met een tijdelijke behandeling zorgen voor permanente genezing,” legt Fuchs uit. ‘Spelregels’ zijn van levensbelang “Maar,” gaat Fuchs verder, “er zitten ook voorwaarden aan gentherapie.” Als je met Prime-editing zieke mensen beter kan maken, kun je dan ook gezonde mensen nog gezonder maken? Genetische modificatie, en dus ook gentherapie, is altijd al een bron van controversie geweest. Want als alles mogelijk is, waar moet je dan stoppen? “Omdat deze techniek zo aanzet tot dromen, zijn mensen bereid grenzen te overschrijden die ze eigenlijk niet zouden moeten overschrijden.” Hoe meer we kunnen op het gebied van gentherapie, hoe meer ethische dilemma’s hier ook weer bij komen kijken. Om het overschrijden van grenzen tegen te gaan, zijn er bepaalde ‘spelregels’ waar de genetische wetenschap zich aan moet houden. Gentherapie is pas een optie als er sprake is van extreem lijden, en kan alleen worden ingezet wanneer iemand de therapie vrijwillig wil ondergaan. Daarnaast moet de ziekte penetrant zijn: dit betekent dat je de ziekte met 100% zekerheid krijgt als je het gen bij je draagt. Ook mag de gemaakte modificatie niet overerfbaar zijn naar volgende generaties. Dit is belangrijk, want als dit wel zou kunnen, zou je de evolutie kunnen beïnvloeden. “Je creëert dan een enorme ongelijkheid in de wereld. Als je echt supermensen zou gaan maken – wat alleen maar in de rijke regionen zou kunnen – dan ga je nog veel meer ongelijkheid krijgen dan we op dit moment al hebben.” Toen Sabine Fuchs geneeskunde ging studeren, droomde ze ervan een positieve impact te kunnen maken op de wereld. Het gaat nog een aantal jaren duren, maar met onderzoek naar gentherapie kunnen we dodelijke metabole ziektes in de toekomst misschien wel volledig verbannen, als iedereen zich aan de spelregels houdt. Dit artikel verscheen eerder bij Studium Generale Utrecht.

Foto: man_vrouw_vraagtekens_2814937_960_720_pixabay.com

Dé discussie

COLUMN - De discussie rond de uitspraken van minister Stef Blok loopt hoog op. Ik heb me er ook aardig over opgewonden en schreef dat van me af met dit artikel. Er zijn een paar dingen die me opvallen aan de argumenten van zijn medestanders.

Ten eerste dragen ze de hele tijd allerlei oorlogen en genocides aan. Maar daar zijn verschillende oorzaken voor geweest. Ordinaire landjepik en/of machthebbers die de schuld van economische problemen afschuiven op een bepaalde bevolkingsgroep. Religie zou je nog kunnen noemen, maar ik denk dat je die uiteindelijk wel kunt onderbrengen in een van die andere twee.

Het tweede argument in de discussie is dat genetische aspect. De mens zou van nature bang zijn voor vreemden, want dat is evolutionair logisch. Maar dat is hooguit de helft van het verhaal.

In NRC schrijft Lucas Brouwers: “Mensen binden zich gemakkelijker aan ‘vreemden’ dan elke andere diersoort en zodoende is de moderne mens een genetische hutspot.” Ook dat is evolutionair logisch, want samen sta je sterk. Bovendien voorkomt het inteelt. Als iedereen maar binnen zijn eigen stam was gebleven, waren we allang uitgestorven. Of tenminste niet zo geavanceerd geworden als we nu zijn.

Lezen: De BVD in de politiek, door Jos van Dijk

Tot het eind van de Koude Oorlog heeft de BVD de CPN in de gaten gehouden. Maar de dienst deed veel meer dan spioneren. Op basis van nieuw archiefmateriaal van de AIVD laat dit boek zien hoe de geheime dienst in de jaren vijftig en zestig het communisme in Nederland probeerde te ondermijnen. De BVD zette tot tweemaal toe personeel en financiële middelen in voor een concurrerende communistische partij. BVD-agenten hielpen actief mee met geld inzamelen voor de verkiezingscampagne. De regering liet deze operaties oogluikend toe. Het parlement wist van niets.

Foto: copyright ok. Gecheckt 09-02-2022

Hulspas weet het | Wie heeft er straks nog zin in seks?

COLUMN - Genetische foutjes in een oogwenk gerepareerd. Dat was het grote wetenschappelijke nieuws van vorige week. Genetici kunnen met behulp van de CRISPR-techniek (dat gloednieuwe stuk genetische gereedschap) fouten in het DNA snel en probleemloos herstellen. De ontdekkers kregen bij die ontdekking nog een onverwachte bonus: ze hadden een stukje nep-DNA aangeleverd, bij wijze van een soort pleister op de wonde, maar het herstelmechanisme in de cel maakte daar geen gebruik van; het keek automatisch naar het andere, identieke (en gezonde) gen om te zien welk stukje DNA er ineens ontbrak, en zorgde spontaan voor perfect herstel.

Dergelijke doorbraken leidden in de media altijd weer tot gebabbel over ‘designer-babies’ waarbij huiverend wordt gefantaseerd over een kliniek die straks genen kan invoegen of veranderen om het ideale embryo te creëren. Dat is onmogelijk (we weten inmiddels allang dat onze genetica niet zo in elkaar steekt), maar de wetenschapsjournalistiek kan het nu eenmaal niet laten om verouderde ‘spannende’ vraagstukken steeds weer op te warmen. Niks geen ideale kinderen dus, maar in plaats daarvan zou de CRISPR-doorbraak in de verre toekomst wel eens een heel andere en veel belangrijke toepassing kunnen krijgen. Namelijk de redding van de mensheid.

Foto: Wolfman- K (cc)

Alles voor een goed uiteinde

ACHTERGROND - Het is goed als nieuwe medische inzichten snel kunnen worden vertaald naar behandelingen, of naar advies dat je helpt om gezond te worden of te blijven. Soms zijn bedrijven alleen wat té enthousiast met deze vertaalslag. Vaak is er geen duidelijk verband tussen enerzijds het aantal euro’s dat je neer moet tellen voor een revolutionaire test of miraculeus voedingssupplement en anderzijds het aantal wetenschappelijke studies dat het nut ervan onderbouwt. Dit zien we ook bij anti-verouderingsmiddeltjes en een eventuele rol van telomeren daarin.

Telomeren zijn de uiteinden van chromosomen: vaak worden ze vergeleken met die plastic uiteindjes van schoenveters die voorkomen dat de veters gaan rafelen en korter worden. Telomeren bestaan uit stukken DNA met een herhaling van steeds eenzelfde groepje nucleotiden. Bij iedere celdeling wordt een DNA-sliert iets korter. Van het repetitieve telomeer-DNA kun je wel wat missen. Vandaar dat het als bescherming fungeert tegen verlies van stukken DNA die wél informatie bevatten die belangrijk is voor het functioneren van de cel.

Als een telomeer tot een kritische lengte is ingekort, stopt de cel met delen; doorgaans een voorbode van de dood van die cel. Gelukkig plakt het enzym telomerase meestal weer wat nucleotiden aan de uiteinden van de chromosomen. Daardoor gaat het niet zo hard met het rafelen en kunnen lichaamscellen goed blijven functioneren.

Telomeeronderzoek is hip and happening: in 2009 ging de Nobelprijs voor de Geneeskunde naar onderzoekers die de functie van telomeren en telomerase hadden ontdekt. De lengte van telomeren blijkt een maat voor verouderingsprocessen in het lichaam: globaal is de tendens hoe ouder iemand is, hoe korter de telomeren zijn. Ook allerlei (ouderdoms)ziekten gaan gepaard met kortere telomeren. Maar: in kankercellen is telomerase juist actief. Door de telomeren op lengte te houden, kan een kankercel zich blijven delen. Het ligt dus iets genuanceerder dan dat zo lang mogelijke telomeren altijd het beste zijn.

Opmerkelijke aantallen blanke Amerikanen hebben zwarte voorouder(s)

Herinnert u zich Craig Cobb nog, de blanke supremacist wiens genen voor 14% afkomstig bleken te zijn van Afrikaanse voorouders? Wel, Cobb blijkt bepaald niet de enige blanke Amerikaan te zijn met het genetisch materiaal van een zwarte slaaf hier of daar in z’n voorouderlijke lijn.

Volgens een grootschalig genetisch onderzoek heeft zo’n tien procent van de blanke bevolking in Zuidelijke Amerikaanse staten ergens een zwarte voorouder gehad. In een staat als Louisiana ligt dat zelfs op 12%: dan hebben we het over 1 op de 8 blanken in die staat met een zwarte voorouder.

Foto: Shannon Smith (cc)

Alle pech de wereld uit?

NIEUWS - Sinds begin april is een nieuwe prenatale test, genaamd Niet-Invasieve Prenatale Test of NIPT, beschikbaar in Nederland. Met deze bloedtest voor zwangere vrouwen kan ín het bloed van de zwangere vrouw gezocht worden naar DNA van de foetus, en hiermee kunnen chromosomale afwijkingen als het syndroom van Down in een vroeg stadium worden opgespoord. Ik schreef hierover al eerder en vind de invoering van de test een goede ontwikkeling voor de gezondheidszorg.

De test is beschikbaar voor vrouwen die ná een combinatietest (een test die aangeboden wordt bij dertien weken zwangerschap) een verhoogd risico op een aantal chromosomale afwijkingen laten zien. Zij kunnen nu de veilige NIPT laten uitvoeren in plaats van een vruchtwaterpunctie met een beperkt risico op een miskraam. Een mooi voorbeeld van hoe genetica ziektes in een vroeg stadium kan opsporen.

Pre-conceptiescreening

Onderzoekers van de afdeling Genetica van het UMCG in Groningen hebben nu een test ontwikkeld die nóg eerder kan plaatsvinden: nog vóór de zwangerschap. Hiermee kan getest worden of een stel aanleg heeft voor ongeveer 70 zeldzame erfelijke aandoeningen. Veel mensen zijn ‘drager’ van één (of meerdere) genetische mutaties die deze aandoeningen kunnen veroorzaken zonder dat te weten, en zonder dat dit gevolgen heeft voor hun gezondheid. Alleen als de partner diezelfde genetische afwijking heeft, is er een kans dat zij samen een kind krijgen met zo’n ernstige ziekte. De onderzoekers schatten in dat 1 op de 100 stellen een kans maakt op een kind met één van deze ziektes. Ze beginnen dit najaar een test met deze pre-conceptiescreening bij honderd stellen.

Lezen: Mohammed, door Marcel Hulspas

Wie was Mohammed? Wat dreef hem? In deze vlot geschreven biografie beschrijft Marcel Hulspas de carrière van de de Profeet Mohammed. Hoe hij uitgroeide van een eenvoudige lokale ‘waarschuwer’ die de Mekkanen opriep om terug te keren tot het ware geloof, tot een man die zichzelf beschouwde als de nieuwste door God gezonden profeet, vergelijkbaar met Mozes, Jesaja en Jezus.

Mohammed moest Mekka verlaten maar slaagde erin een machtige stammencoalitie bijeen te brengen die, geïnspireerd door het geloof in de ene God (en zijn Profeet) westelijk Arabië veroverde. En na zijn dood stroomden de Arabische legers oost- en noordwaarts, en schiepen een nieuw wereldrijk.

Volgende