Erfelijke hartkwaal in menselijke embryo's gerepareerd

De hartkwaal hypertrofische cardiomyopathie is een erfelijke afwijking waardoor de drager een groot risico loopt op een plotselinge, fatale hartstilstand op jonge leeftijd. De aandoening is te wijten aan één defect gen, en erft dominant over. Dit betekent, dat iemand de kwaal al heeft als slechts één van beide kopieën van het gen defect is. Dat maakt hypertrofische cardiomyopathie in principe zeer geschikt voor genetische reparatie.

Een groot, internationaal team van onderzoekers heeft nu met succes menselijke embryo’s die dit gen-defect hadden, met de Cripr-Cas-techniek van een gezond gen voorzien. Cripr-Cas is een nieuw soort gereedschap om genetisch te modificeren. De toegepaste reparatie lukte bij de helft van de behandelde embryo’s, en wellicht nog belangrijker: in geen enkel embryo kwam het nieuwe gen op een verkeerde plek in het DNA terecht.

Het was al langer duidelijk dat Crispr-Cas potentieel fantastische mogelijkheden biedt om aan levende wezens te sleutelen. Maar Chinese onderzoekers die eerder probeerden om menselijke embryo’s genetisch te modificeren, haalden maar een heel laag succespercentage. In de meeste gevallen kwam het gen op de verkeerde plek in het DNA terecht. Een ander euvel was mozaïcisme: in veel behandelde embryo’s waren sommige cellen van het embryo wel gerepareeerd, andere niet. Bij fruitvliegjes of zebravissen – veel gebruikte proefdieren – is dat geen groot probleem, maar wel als je honderd menselijke embryo’s moet behandelen om er één te kunnen terugplaatsen in de moeder.

In vitro

Deze experimenten gebeuren in vitro (in de reageerbuis) met zeer jonge embryo’s, die uit maar een handjevol cellen bestaan. De embryo’s ontstaan ook in de reageerbuis, door een eicel te injecteren met sperma, een procedure die al op grote schaal wordt toegepast bij IVF, voor vrouwen die niet op de natuurlijke manier zwanger raken.

Waarom lukte de genetische reparatie door dit team zoveel beter? “Dit keer zijn de embryo’s in een nog vroeger stadium behandeld, tegelijk met het injecteren van het sperma”, zegt Sjoerd Repping, hoofd van het centrum voor voortplantingsgeneeskunde aan het AMC die niet betrokken was bij het onderzoek, desgevraagd.

In dit geval waren alle eicellen gezond, en bevatte het sperma het defecte gen. Samen met het sperma werd het Crispr-Cas ‘gereedschap’ geïnjecteerd. Dit knipt het DNA van de bevruchte eicel – dat inmiddels het defecte gen bevat – op de juiste plek doormidden, waarna de cel zelf de breuk repareert, maar met een kopie van het gezonde gen.

De embryo’s mochten zich vervolgens enige dagen ontwikkelen, tot het blastocyst-stadium. Het embryo is dan een klompje cellen waarin al verschillende celtypes te onderscheiden zijn, waaruit later de diverse organen ontstaan. Zo is na te gaan, of de normale ontwikkeling niet verstoord is door de ingreep.

In de helft van de gevallen lukte de reparatie. De overige embryo’s hadden het defecte gen nog. Als deze techniek ooit gebruikt wordt om baby’s ter wereld te brengen, moeten de embryo’s dus genetisch getest worden alvorens ze terug te plaatsen in de moeder (of een draagmoeder).