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: copyright ok. Gecheckt 09-02-2022

Hulspas weet het | ‘De dokter zal uw been weer even aan zetten’

COLUMN - Genetische manipulatie is eng. Knoeien met het DNA van dieren wordt over het algemeen afgekeurd – actiegroepen hebben het dan over ‘de integriteit van de soort’ en dergelijke; de gewone burger vreest dat soort onderzoek vanwege een irrationele vrees dat je van ‘vreemd’ DNA vast iets engs kunt oplopen.

Maar zodra onderzoekers zeggen dat het sleutelen met DNA geschiedt in de strijd tegen ziekten, om ‘straks misschien mensenlevens te kunnen redden’ (en welke onderzoeker zegt dat nou níét), dan wordt het grote publiek een stuk coulanter. Dan is de meerderheid best bereid om die onderzoeker zijn gang te laten gaan. Zo vindt 57 procent van de Amerikanen het prima om varkens te manipuleren zodat ze donororganen kunnen leveren, en een vergelijkbare meerderheid vindt het aanvaardbaar dat het DNA van een ongeboren vrucht gemanipuleerd wordt als het kindje daarmee gezond(er) blijft. Wat dat betreft hoeven Aaron Sun, van de universiteit van Pittsburgh, en zijn co-auteurs zich geen zorgen te maken, mocht hun onderzoek ooit het menselijk DNA gaan beroeren.

Sun et al. wierpen zich op oude vraag waarom het ene dier een verloren gegane ledemaat weer terug kan laten groeien, en een ander niet. Nauwkeuriger gesteld: waarom kunnen salamanders dat wél en hagedissen dat veel minder (die krijgen een lammig ding dat op de verdwenen ledemaat lijkt maar geen zenuwen heeft) en kunnen ‘hogere’ gewervelden zoals zoogdieren dat helemaal níét.

Doneer!

Sargasso is een laagdrempelig platform waarop mensen kunnen publiceren, reageren en discussiëren, vanuit de overtuiging dat bloggers en lezers elkaar aanvullen en versterken. Sargasso heeft een progressieve signatuur, maar is niet dogmatisch. We zijn onbeschaamd intellectueel en kosmopolitisch, maar tegelijkertijd hopeloos genuanceerd. Dat betekent dat we de wereld vanuit een bepaald perspectief bezien, maar openstaan voor andere zienswijzen.

In de rijke historie van Sargasso – een van de oudste blogs van Nederland – vind je onder meer de introductie van het liveblog in Nederland, het munten van de term reaguurder, het op de kaart zetten van datajournalistiek, de strijd voor meer transparantie in het openbaar bestuur (getuige de vele Wob-procedures die Sargasso gevoerd heeft) en de jaarlijkse uitreiking van de Gouden Hockeystick voor de klimaatontkenner van het jaar.

Foto: Orin Hargraves (cc)

Gebruik genetische modificatie bij voedselproductie levert niets op

NIEUWS - Een studie naar het effect van gebruik van genetisch gemodificeerde planten bij de voedselproductie in de VS laat zien dat het niet meer productie oplevert, niet tot reductie van gebruik van bestrijdingsmiddelen leidt en de biodiversiteit omlaag brengt.

In de discussie over de inzet van genetische modificatie van gewassen schermen de voorstanders met het profijt, de hogere productie en resistentie tegen ziektes en ongedierte, die het zou brengen. De tegenstanders wijzen vooral op de mogelijke gevaren voor de gezondheid en onbedoelde kruisbestuiving. Vooral het argument van hogere productie is een belangrijke in de uitdaging de wereldbevolking tijdens de gestage groei te blijven voeden.

Deze maand verscheen er echter een rapport in het International Journal of Agricultural Sustainability waarin de benoemde voordelen van genetische modificatie bij voedselgewassen onderuit gehaald worden. In de praktijk blijken deze niet voor te komen. Sterker nog, de biodiversiteit daalt als indirect gevolg van de brede inzet van genetisch gemodificeerde rassen in de landbouw in de VS.

Meest opvallende uit het rapport is de conclusie dat het gebruik van bestrijdingsmiddelen in Europa (met name Frankrijk, Duitsland en Zwitserland) sneller daalt dan in de Verenigde Staten. En in deze Europese landen houden ze genetische modificatie nog steeds tegen.

Foto: Sargasso achtergrond wereldbol

WW: Chimera’s

De woensdagmiddag is op GeenCommentaar Wondere Woensdagmiddag. Met extra aandacht voor de nieuwste ontwikkelingen in Wetenschap- en Techniekland.

Chimaera op een Apulische roodfigurige schaal, ca. 350-340 v.Chr. (foto Wikimedia commons/ Lampas Group)In de Ilias beschrijft beschrijft Homerus de Chimera, het fabeldier dat de held Bellerophon dient te doden als volgt:

Van goddelijk geslacht, een fabeldier,
Van voren leeuw, van achtren slang, een geit
Daartussen, ademend een felle gloed
Van vlammend vuur. […]

De chimera komt nog een paar keer vaker voor in Griekse en Latijnse mythologie meestal als een combinatie tussen leeuw-slang-geit. De chimera is niet het enige fabelmengdier dat we kennen, maar biologen hebben gekozen voor de term chimerisme om de in de echte wereld voorkomende mengvorm tussen twee soorten of individuen te beschrijven. Er is sprake van biologisch chimerisme indien er in een individu cellen te vinden zijn van meer dan één zygoot. Dit geval ontstaat bijvoorbeel als er twee embryos in de baarmoeder versmelten (in dat geval is er waarschijnlijk sprake van 1 set ouders).

Door chimerisme kunnen ook bijzondere sexe-situaties opduiken, wanneer één van de celtypen mannelijk en de andere vrouwelijk is. Er is dan sprake van een ‘ware hermafrodiet‘. Zo is er een beschrijving van een zebravink waarbij de geslachtskenmerken precies verdeeld waren over de linker- en rechterkant van het beestje. Links had het beestje testikels, rechts eierstokken.

Lezen: De wereld vóór God, door Kees Alders

De wereld vóór God – Filosofie van de oudheid, geschreven door Kees Alders, op Sargasso beter bekend als Klokwerk, biedt een levendig en compleet overzicht van de filosofie van de oudheid, de filosofen van vóór het christendom. Geschikt voor de reeds gevorderde filosoof, maar ook zeker voor de ‘absolute beginner’.

In deze levendige en buitengewoon toegankelijke introductie in de filosofie ligt de nadruk op Griekse en Romeinse denkers. Bekende filosofen als Plato en Cicero passeren de revue, maar ook meer onbekende namen als Aristippos en Carneades komen uitgebreid aan bod.

Foto: Sargasso achtergrond wereldbol

WW: Hoe ver kan bio-engineering gaan?

De woensdagmiddag is op GeenCommentaar Wondere Woensdagmiddag. Met extra aandacht voor de nieuwste ontwikkelingen in Wetenschap- en Techniekland.

Wil jij ook een lichtgevende kat? (foto: Flickr/pinkiwinkitinki)Ooit, in een ver verleden, was de enige vorm van biologische evolutie die van Darwin: organismen pasten zich door natuurlijke selectie aan aan de hand van criteria die door de omgeving werden bepaald. Maar op een bepaald moment ging ons deze passieve evolutie niet snel genoeg: de mens greep de kans om zijn omgeving te veranderen (letterlijk) met beide handen aan. Op die manier ontstond een wat vervuilde vorm van evolutie die ons tot op heden geen windeieren legde. Maar, zo merkt Amerikaans bioethicus Paul Root Wolpe, de afgelopen jaren hebben we het heft van het evolutionaire mes nog meer in de hand genomen. Volgens Wolpe is de stand van zaken op het gebied van actieve bio-engineering nu op het punt gekomen dat we ons moeten afvragen:  hoe ver kunnen we gaan?

Die huidige stand van zaken op het gebied van bio-engineering is al bijzonder indrukwekkend, het is duidelijk niet langer science-fiction waar we over praten. In onderstaand TED-filmpje geeft Wolpe een lijst van meer of minder bekende bio-engineering projecten die nu lopen. Waar we als mensen natuurlijk al eeuwen door middel van selectief fokken aan biologische manipulatie doen, kunnen we de evolutionaire werkelijkheid nu veel preciezer naar onze hand te zetten met behulp van bijvoorbeeld kunstmatige inseminatie of het ingrijpen op DNA-niveau. Dit opent de weg naar nieuwe kruisingen zoals de Cama of Lijger; dieren die voor medische toepassingen gemanipuleerd zijn zoals de Vacanti muis (die met het oor), geiten die het molecuul Antitrombine aanmaken voor medicinale doeleinden; maar ook vissen, katten, honden en apen die licht geven in het donker. Leuk voor onder de kerstboom.

Foto: Sargasso achtergrond wereldbol

WW: Optogenetica werpt licht op het brein

De woensdagmiddag is op GeenCommentaar Wondere Woensdagmiddag. Met extra aandacht voor de nieuwste ontwikkelingen in Wetenschap- en Techniekland.

Anatomie tekening van het brein uit 1802 (Foto: Flickr/brain_blogger)

Eén van de Heilige Gralen van de wetenschap is uit te vinden hoe het brein werkt. Maar de onderzoeksvraag stellen blijkt toch keer op keer stukken makkelijker dan hem te beantwoorden. Sterker nog, over de manier waarop gezocht moet worden naar antwoorden zijn veel vragen. Behaviourisme, Cognitieve Pychologie, Neurobiologie, het zijn allemaal paradigma’s om een deel van de puzzel die ons brein is op te lossen.

Eén van de nieuwste onderzoeksgebieden is die van de optogenetica. Hierbij worden zenuwen van kleine dieren met licht getriggerd om te vuren en de effecten bestudeerd. Om ervoor te zorgen dat bepaalde zenuwen lichtgevoelig worden (wat ze meestal niet zijn), word bijvoorbeeld genetische manipulatie gebruikt om de zenuwcellen te veranderen. Door vervolgens gerichte lichtpulsen toe te dienen kan gedrag van de dieren aangestuurd worden. Deze Dr. Frankenstein methode geeft vervolgens inzicht in de rol van bepaalde zenuwcellen.

Gero Miesenboeck, één van de vooraanstaande onderzoekers in dit veld, legt in een helder en bij vlagen komisch TED-praatje uit hoe en waarom licht gebruikt word om fruitvliegjes (met of zonder hoofd) te laten dansen.

Steun ons!

De redactie van Sargasso bestaat uit een club vrijwilligers. Naast zelf artikelen schrijven struinen we het internet af om interessante artikelen en nieuwswaardige inhoud met lezers te delen. We onderhouden zelf de site en houden als moderator een oogje op de discussies. Je kunt op Sargasso terecht voor artikelen over privacy, klimaat, biodiversiteit, duurzaamheid, politiek, buitenland, religie, economie, wetenschap en het leven van alle dag.

Om Sargasso in stand te houden hebben we wel wat geld nodig. Zodat we de site in de lucht kunnen houden, we af en toe kunnen vergaderen (en borrelen) en om nieuwe dingen te kunnen proberen.

Lezen: Venus in het gras, door Christian Jongeneel

Op een vroege zomerochtend loopt de negentienjarige Simone naakt weg van haar vaders boerderij. Ze overtuigt een passerende automobiliste ervan om haar mee te nemen naar een afgelegen vakantiehuis in het zuiden van Frankrijk. Daar ontwikkelt zich een fragiele verstandhouding tussen de twee vrouwen.

Wat een fijne roman is Venus in het gras! Nog nooit kon ik zoveel scènes tijdens het lezen bijna ruiken: de Franse tuin vol kruiden, de schapen in de stal, het versgemaaide gras. – Ionica Smeets, voorzitter Libris Literatuurprijs 2020.

Volgende