Eén keer knippen en plakken in uw DNA en u bent genezen

©Dries Luyten

Een yoghurtfabriek. Daar ligt de basis voor een nieuwe techniek die de geneeskunde in een ongekende stroomversnelling brengt. Eén keer knippen en plakken en u bent genezen.

Een DNA-schaar of een genetische tekstverwerker. ‘Dat is nog de beste vergelijking’, zegt Thierry Vandendriessche. De VUB-hoogleraar werkt al dertig jaar met technieken om aan uw en mijn genetische code te sleutelen . ‘Ons DNA is een aaneenschakeling van miljarden letters, bouwstenen. Je gaat met de cursor op een specifieke plaats in de tekst staan. En daar ga je dan knippen. En plakken. Search and replace.’

Crispr/Cas9 in kankeronderzoek

Vandendriessche heeft het over Crispr/ Cas9. Het vaktijdschrift Science noemde de techniek de wetenschappelijke doorbraak van 2015. De reacties van Belgische genetici variëren van ‘een geniaal concept’ en ‘nu al de doorbraak van de eeuw’ tot ‘een kwestie van tijd voor de Nobelprijs’. Het Crispr/Cas9-mechanisme kan het DNA van indringende virussen verknippen. Het is toepasbaar op muizen, vliegjes, kikkers... en mensen.

‘Je kan er genen mee uitschakelen. En door een nieuw stukje DNA mee te leveren, kan je een fout herstellen’, zegt Nico Callewaert van het Gentse centrum voor Medische Biotechnologie. ‘Dat is zoveel makkelijker, goedkoper, gerichter en sneller dan wat bestond.’

Ford T

Het vakblad Nature vergelijkt Crispr/Cas9 met de Ford T. Dat was niet de eerste auto, maar wel het model dat de maatschappij veranderde. De experimenten waar vroeger een doctoraat van vier jaar voor nodig waren, gebeuren nu in enkele maanden.

Frieten en mammoeten

> Onderzoekers van de University of California werken met de Crispr/Cas9-techniek om menselijke organen te kweken in varkens. Ze schakelen bijvoorbeeld het stukje DNA uit waarmee de pancreas wordt gevormd. De leegte wordt opgevuld met menselijke stamcellen waaruit een pancreas groeit, bedoeld voor transplantatie.

> Onderzoekers zijn erin geslaagd muggen resistent te maken tegen de malariaparasiet. Door een ‘gene drive’ in te bouwen wordt de genetische wijziging doorgegeven aan alle nakomelingen en kan malaria in een mum van tijd uitgeroeid worden. Dat kan ook met zika of knokkelkoorts.

> De potentieel kankerverwekkende stof acrylamide komt vrij tijdens het frituren van diepvriesfrieten. Dat kan vermeden worden door een specifiek aardappelgen uit te schakelen. Het Amerikaanse bedrijf Calyxt werkt aan die gezondere frieten. Volgens agrotechbedrijven liggen de eerste Crispr/Cas9-gewassen binnen vijf jaar op ons bord.

> George Church (Harvard Medical School in Boston) heeft de ambitie om de wolharige mammoet weer tot leven te brengen door het DNA van Indiase olifanten te tweeken. Denk daarbij aan genen die de haargroei en de gevoeligheid voor koude regelen. De kans dat dit lukt is klein, maar het toont wel de ongelimiteerde mogelijkheden. Who’s next? De dodo?

> Het Beijing Genomics Institute speelt met het DNA van koivissen om ze te laten schitteren in de prachtigste kleuren. In China is al sprake van supergespierde racehonden, door het gen dat de spiergroei regelt en afremt te blokkeren.

‘We kunnen in dieren of in menselijke cellen heel specifiek DNA-mutaties aanbrengen die in verband zijn gebracht met kanker’, legt Mark Veugelers van het Vlaams Instituut voor Biotechnologie (VIB) uit. ‘Wat is het effect? Hoe gaan muizen of cellen zich daarna gedragen? En is dat een aanknopingspunt om kankermedicijnen te ontwikkelen? We kunnen meerdere mutaties in één keer bekijken, wat vroeger onmogelijk was. Zo kunnen we het samenspel van genen in complexe ziektes als diabetes, autisme en Alzheimer ontrafelen. Het blijft een werk van trial en error, maar opeens kan het veel sneller.’

'Ongeneeslijke' ziektes

De grote vraag is of de technologie ook in staat is om ziektes te genezen. Is ze de oplossing voor ‘ongeneeslijke’ ziektes? En kunnen we een leven lang pillen nemen vervangen door een eenmalige DNA-ingreep? ‘Voor alle duidelijkheid, met conventionele gentherapie kunnen we dat al’, zegt Vandendriessche. ‘Alleen hebben we daarbij geen controle waar het ingebrachte gen zich precies in het DNA nestelt.’ Dat heeft in het verleden tot tegenslagen geleid, enkele behandelde patiënten kregen bijvoorbeeld leukemie. Intussen zijn de kinderziektes eruit. Er zijn al vier gentherapieën op de markt en er lopen ruim honderd patiëntenproeven voor ziektes als bloedarmoede en de ziekte van Duchenne.

Aan de universiteit Gent injecteren onderzoekers kikkerembryo's met cripsr/cas9 om het mechanisme achter bepaalde kankers en afwijkingen aan ledematen te begrijpen. ©Dries Luyten

‘Maar Crispr/Cas9 biedt extra mogelijkheden, waar we een paar jaar geleden nog niet van konden dromen’, zegt Pieter Peeters van Janssen Pharmaceutica. Dat doet er onderzoek naar voor hepatitis B. Novartis sloot met Intellia, opgericht door een van de uitvinders van Crispr/Cas9, een deal om kanker te bestrijden. Immunotherapie, maar dan met een nog beter afgesteld vizier. Onderzoekers hebben muizen met de longziekte mucoviscidose genezen. De succesverhalen stapelen zich op.

Zelfs de eerste tests op longkankerpatiënten komen er volgende maand aan in China en in de VS. Daar wordt een onderzoek gefinancierd met 250 miljoen euro van de internetmiljardair Sean Parker. Binnen enkele maanden volgen tests voor een erfelijke oogziekte. ‘Fingers crossed’, zegt Callewaert. ‘Als er ongewenste neveneffecten opduiken, kan het voor lange tijd gedaan zijn. En ik heb het gevoel dat China wat overhaast te werk gaat. We staan nog maar aan het begin van de technologie.’

Google en Bill Gates mengen zich in patentstrijd

De technologie Crispr/cas9 is miljarden waard, en zal potentieel de toekomst van het menselijke ras bepalen. Maar wie zal daarvoor later in de geschiedenisboeken geëerd worden? Dat is onderwerp van een bitse strijd tussen Amerikaanse onderzoeksgroepen die het patent opeisen. Met in de boksring Jennifer Doudna (Berkeley), Emmanuelle Charpentier (Umea University) en Feng Zhang (MIT).

Allen hebben ze intussen hun eigen bedrijf opgericht. Editas Medicine, met Zhang als stuwende kracht en Google Ventures en Bill Gates als aandeelhouder, is op Wall street al een half miljard dollar waard. Doudna haalde met Caribou Biosciences recent 30 miljoen dollar op. Crispr Therapeutics (Charpentier) sloot dan weer een megadeal met farmagrootmacht Bayer. De kans dat investeerders en bedrijven op het verkeerde paard wedden is groot, maar de enorme draagwijdte van de technologie is het gokje waard.

Kunnen we uitsluiten dat ook elders in het DNA ongewenste wijzigingen optreden? Wat als het mechanisme ook in sperma- of eicellen terechtkomt? Dan blijft de ingreep niet beperkt tot de patiënt zelf, maar heeft ze effect op alle komende generaties. En gaan we nu plots alle ziektes de baas kunnen? ‘Nee’, zegt Vandendriessche. ‘Van veel ziektes kennen we de genetische oorsprong niet. En dan nog. De longaandoening mucoviscidose is het gevolg van één defect gen. We weten welk, maar het is een zeer harde noot om te kraken. Je moet het Crispr/Cas9-systeem ter plekke krijgen. In dit geval in de diepe cellagen van de long en die zijn heel moeilijk bereikbaar.’

Designer baby’s

Bij elke grote medische doorbraak duikt het idee van designer baby’s weer op. Het blijft een doembeeld, dat vorig jaar aangewakkerd werd door een controversieel onderzoek in China. In de meeste landen is het herschrijven van DNA van embryo’s verboden, maar daar stoorden de Chinezen zich niet aan. Ze gingen met Crispr/Cas9 aan de slag om in een embryo een genmutatie aan te passen die verantwoordelijk is voor een dodelijke bloedziekte.

 

De ingreep was geen onverdeeld succes, maar ze bewijst dat de wetenschap zich op een hellend vlak begeeft. ‘Het experiment heeft de medische wereld op zijn kop gezet’, zegt Callewaert. ‘Maar een kind op bestelling? Nee, dat blijft een illusie. Haarkleur kan je niet met één gen manipuleren, laat staan intelligentie of een goed karakter. Maar de media schrijven er wel graag over.’

©Mediafin

Volg de reeks ‘Uw DNA is goud waard’ ook op www.tijd.be/dna.

Gesponsorde inhoud

Partner content