Studie toont techniek voor het bewerken van genen om iemands afstammelingen te beschermen tegen erfelijke ziekten
Een studie gepubliceerd in NATUUR heeft voor het eerst aangetoond dat een menselijk embryo in een zeer vroeg stadium van de embryonale ontwikkeling kan worden gecorrigeerd door a genbewerking (ook wel gencorrectie genoemd) techniek genaamd CRISPR. De studie, een samenwerking tussen het Salk Institute, Oregon Health and Science University in Portland en Institute for Basic Science in Korea, toont aan dat onderzoekers pathogene genmutaties hebben gecorrigeerd voor een hartaandoening in het menselijk embryo om dit te elimineren ziekte in de huidige nakomelingen en toekomstige generaties. De studie biedt belangrijke inzichten in het voorkomen van duizenden ziekten die worden veroorzaakt door enkele/meerdere mutaties in slechts één gen.
Ziektegerelateerd enkel gen corrigeren vóór het begin van het leven
Een hartaandoening die hypertrofische cardiomyopathie (HCM) wordt genoemd, is de meest voorkomende oorzaak van plotselinge hartstilstand die leidt tot de dood en treft ongeveer 1 op de 500 mensen van elke leeftijd of geslacht. HCM wordt beschouwd als de meest voorkomende erfelijke of genetisch hartaandoeningen wereldwijd. Het wordt veroorzaakt door een dominante mutatie in een gen (MYBPC3), maar de aanwezigheid van deze aandoening wordt pas ontdekt als het te laat is. Mensen met een gemuteerde kopie van dit gen hebben 50 procent kans om het door te geven aan hun eigen kinderen en dus zou het corrigeren van deze mutatie in embryo's de ziekte niet alleen bij getroffen kinderen, maar ook bij hun toekomstige nakomelingen. Met behulp van IVF-technieken (in-vitrofertilisatie) injecteerden onderzoekers de gecorrigeerde gencomponenten in gezonde donoreicellen die waren bevrucht met het sperma van de donor. Dankzij hun methodologie kunnen de cellen van de donor zelf DNA-reparatie mechanismen om de mutatie te corrigeren tijdens de volgende ronde van celdeling. De mutatie wordt in principe gecorrigeerd door ofwel een kunstmatige DNA sequentie of de niet-gemuteerde kopie van het originele MYBPC3-gen als startsjabloon.
Onderzoekers analyseerden alle cellen in vroege embryo's om te zien hoe effectief de mutatie werd hersteld. De techniek van gen bewerken, hoewel in een zeer preliminair stadium veilig, nauwkeurig en effectief is bevonden. Kortom, "het werkt". Het was verrassend voor onderzoekers om te zien dat de genbewerking ging heel goed en ze zagen geen nevenproblemen zoals de inductie van detecteerbare off-target mutaties en/of genoominstabiliteit. Ze ontwikkelden een robuuste strategie om consistent herstel in alle cellen van het embryo te garanderen. Dit is een nieuwe strategie die tot nu toe nog niet is gerapporteerd en deze technologie herstelt met succes de ziekteveroorzakende enkele genmutatie door gebruik te maken van een DNA herstelreactie die zeer uniek is voor embryo's, alleen in een zeer vroeg stadium van conceptie.
Ethisch debat over genbewerking
Dergelijke vorderingen in stamceltechnologieën en genbewerking – hoewel nog in de kinderschoenen – hebben hoop gegeven aan mogelijk miljoenen mensen die ziekteveroorzakende mutaties in hun genen erven door een techniek te laten zien om een aantal van dergelijke ziekten te voorkomen en te genezen. Het potentieel van deze studie is enorm en impactvol; dit is echter een ethisch discutabel onderwerp en alle stappen in de richting van dergelijke studies moeten voorzichtig worden genomen door alle noodzakelijke ethische beoordelingen in overweging te nemen. Andere belemmeringen voor dit type onderzoek zijn onder meer geen ondersteuning voor embryo-onderzoek en het verbod op klinische proeven met betrekking tot genetische modificatie van de kiembaan (cellen die sperma of eieren worden). Een voorbeeld dat de onderzoekers categorisch hebben vermeld, is het zorgvuldig vermijden van introductie van onbedoelde mutaties in de kiembaan.
The authors have stated that their study is fully compliant with the recommendations in the 2016 roadmap “Human Genoombewerking: Science, Ethics, and Governance” by the National Academy of Sciences, USA.
Een enorme impact maken met mogelijkheden
De resultaten van deze studie gepubliceerd in NATUUR demonstrate the great potential of embryonic genbewerking. This is the first and largest study in the area of genbewerking. Dit onderzoeksgebied wordt echter gehinderd door een realistische beoordeling van zowel voordelen als risico's, samen met een continue beoordeling van de veiligheid en werkzaamheid van de procedure in een breder perspectief.
Dit onderzoek zal een enorme impact hebben op het ontdekken van eventuele genezingen voor duizenden ziekten die worden veroorzaakt door mutaties in afzonderlijke genen. In een "zeer verre toekomst" zouden bewerkte embryo's in een baarmoeder kunnen worden getransplanteerd met als doel een zwangerschap tot stand te brengen en tijdens een dergelijk proces zou een klinische proef vervolgens de embryo's kunnen volgen terwijl ze zich ontwikkelen tot nakomelingen. Het klinkt op dit moment vergezocht, maar dat is het beoogde langetermijndoel van dit onderzoek. Het grondwerk is gemaakt door wetenschappers een stap dichter bij geërfd knipsel te brengen genetische ziekten uit menselijke nakomelingen.
***
{U kunt de originele onderzoekspaper lezen door op de DOI-link hieronder in de lijst met geciteerde bron(nen) te klikken}
Bron (nen)
Hong M et al. 2017. Correctie van een pathogene genmutatie in menselijke embryo's. NATUUR. https://doi.org/10.1038/nature23305
