Chinezen sleutelen aan DNA embryo's

Er zijn duizenden genetische ziektes die op kunnen treden als een relatief simpel kopieerfoutje optreedt in een belangrijk stukje DNA. Je krijgt taaislijmziekte, hebt een verhoogd risico op het krijgen van darmkanker, ontwikkelt hemofilie of een spieraandoening als de ziekte van Duchenne. Al tientallen jaren buigen wetenschappers zich over de mogelijkheden deze foutjes te repareren in het DNA: ook wel gentherapie genoemd. Onderzoekers ontwikkelden de afgelopen jaren steeds beter werkende viruswagentjes die ze vol laadden met werkende versies van de kapotte genen.

Maar het werken met virussen brengt vaak veel bijwerkingen met zich mee. Het lichaam herkent het onschadelijk gemaakte virus alsnog en er treden sterke afweerreacties op. Dus wat als je geen virus nodig hebt, en het kapotte DNA direct kunt verwisselen voor de juiste volgorde? En wat als je dit al in het embryo kunt doen, zodat alle cellen de goede volgorde bevatten? Heel verre toekomstmuziek, geschikt voor Science Fiction films, werd er gedacht.

Toch kwam die toekomst dichterbij door de ontdekking van de CRISPR: een verzameling moleculen die bacteriën gebruiken om virussen aan te vallen door stukken DNA zeer precies door te knippen. Er werd al veel over de mogelijkheden van de CRISPR-techniek geschreven en de eerste experimenten op dieren en volwassen menselijke cellen in het lab zijn ook gedaan. Simpel gezegd komt het erop neer dat de moleculen een gemarkeerd stukje DNA vastpakken, dat enzymen vervolgens doorknippen. Als je tegelijkertijd het goede stukje DNA aanbiedt, neemt de cel dat op. Met dit knip- en plakwerk kunnen wetenschappers tot op één base nauwkeurig in de DNA-code aanpassingen verrichten.

En dat is precies wat de Chinese onderzoeker Huang deed. Hij gebruikte voor zijn experiment embryo’s met een mutatie in het bèta-globuline gen. Dit gen is betrokken bij de aanmaak van hemoglobine, de zuurstofdrager in rode bloedcellen. Iemand met deze mutatie krijgt de ziekte bèta-thalassemie: hij of zij maakt te weinig of afwijkend hemoglobine aan en leidt daardoor aan bloedarmoede. Huang probeerde dat gen met de CRISPR-techniek te repareren. Hij verantwoordt zijn probeersel door het feit dat hij niet-levensvatbare embryo’s gebruikte. Bij kunstmatige bevruchting (IVF) gaat er soms wat mis en wordt een eicel door twee spermacellen bevrucht. Hierdoor bevat de bevruchte cel drie sets chromosomen. Ze delen als normale embryo’s, maar de afwijkende hoeveelheid DNA zorgt ervoor dat de ontwikkeling stopt als ze nog maar uit een klein klompje cellen bestaan.

Huang en collega’s injecteerden 86 embryo’s en 71 daarvan overleefden lang genoeg om te bestuderen. 54 werden er daadwerkelijk getest. 28 embryo’s bleken succesvol geknipt. Maar slechts een fractie bevatte het nieuwe genetische materiaal. De wetenschappers gaven in Nature News aan te zijn gestopt vanwege deze tegenvallende resultaten. In hun publicatie schrijven ze dat er nog veel meer werk nodig is, voordat CRISPR in de kliniek toegepast kan worden. De publicatie verscheen in het open access tijdschrift Protein & Cell. Niet in Science of Nature; zij keurden het werk op ethische gronden af.

Uit de resultaten van Huang blijkt dat twee grote problemen optraden. Het eerste is dat CRISPR er soms een beetje naast zat en het nieuwe DNA op de verkeerde plek plakte of op de verkeerde plek knipte. Niet alleen pech dat je daarmee de ziekte niet geneest. Er is kans dat je er een tweede ziekte mee veroorzaakt. Opvallend genoeg kwam dit in de geteste muizenembryo’s en volwassen cellen veel minder vaak voor. Het andere probleem is dat de embryo’s die wel goed aangepast werden, een mix werden van ‘goede’ en ‘foute’ cellen. Ofwel, ze werden mozaïek.

De studie roept zeer gemengde reacties op. Momenteel accepteren we een abortus als een kind het syndroom van Down heeft, waarom zouden we een foutje in de eicel dan niet herstellen? zei stamcelonderzoeker Wim de Lau in Trouw. Maar hij en vele andere wetenschappers die een reactie gaven, pleiten om eerst de discussie te voeren over mogelijke toepassingen, en om strenge regelgeving op te stellen. Pas dan is het tijd om leven eventueel al in de kiembaan te gaan verbeteren.