Studie toont techniek voor het bewerken van genen om iemands afstammelingen te beschermen tegen erfelijke ziekten
Een in Nature gepubliceerde studie heeft voor het eerst aangetoond dat een menselijk embryo in een zeer vroeg stadium van de embryonale ontwikkeling kan worden gecorrigeerd met behulp van een genbewerkingstechniek (ook wel gencorrectie genoemd) genaamd CRISPR. De studie, een samenwerking tussen het Salk Institute, de Oregon Health and Science University in Portland en het Institute for Basic Science in Korea, laat zien dat onderzoekers een pathogene genmutatie die een hartaandoening veroorzaakt, in het menselijk embryo hebben gecorrigeerd om deze ziekte bij het huidige nageslacht en toekomstige generaties te elimineren. De studie biedt belangrijke inzichten in de preventie van duizenden ziekten die worden veroorzaakt door enkelvoudige of meervoudige mutaties in slechts één gen.
Ziektegerelateerd enkel gen corrigeren vóór het begin van het leven
Hypertrofische cardiomyopathie (HCM), een hartaandoening, is de meest voorkomende oorzaak van plotselinge hartstilstand met dodelijke afloop en treft ongeveer 1 op de 500 mensen van alle leeftijden en geslachten. HCM wordt beschouwd als de meest voorkomende erfelijke of genetische hartaandoening wereldwijd. De aandoening wordt veroorzaakt door een dominante mutatie in een gen (MYBPC3), maar de aanwezigheid ervan wordt pas ontdekt als het te laat is. Mensen met een gemuteerde kopie van dit gen hebben 50 procent kans om de aandoening door te geven aan hun eigen kinderen. Het corrigeren van deze mutatie in embryo's zou de ziekte dus niet alleen bij de getroffen kinderen, maar ook bij hun toekomstige nakomelingen kunnen voorkomen. Met behulp van IVF-technieken (in-vitrofertilisatie) injecteerden onderzoekers de gecorrigeerde gencomponenten in gezonde donoreicellen die werden bevrucht met sperma van de donor. Hun methode stelt de eigen DNA-reparatiemechanismen van de donorcellen in staat de mutatie te corrigeren tijdens de volgende celdeling. De mutatie wordt in principe gecorrigeerd door gebruik te maken van een kunstmatige DNA- sequentie of de niet-gemuteerde kopie van het oorspronkelijke MYBPC3-gen als uitgangspunt.
Onderzoekers analyseerden alle cellen in vroege embryo's om te zien hoe effectief de mutatie werd hersteld. De techniek van genbewerking , hoewel nog in een zeer vroeg stadium, bleek veilig, nauwkeurig en effectief. Kortom: "het werkt". Het was verrassend voor de onderzoekers dat de genbewerking zo goed verliep en dat ze geen bijwerkingen zagen, zoals de inductie van detecteerbare off-target mutaties en/of genoominstabiliteit. Ze ontwikkelden een robuuste strategie om consistente reparatie in alle cellen van het embryo te garanderen. Dit is een nieuwe strategie die tot nu toe niet is beschreven en deze technologie herstelt met succes de ziekteverwekkende mutatie in één enkel gen door gebruik te maken van een DNA- reparatiereactie die uniek is voor embryo's in een zeer vroeg stadium van de conceptie.
Ethisch debat over genbewerking
Dergelijke vooruitgang in stamceltechnologie en genbewerking – hoewel nog in een zeer vroeg stadium – heeft mogelijk miljoenen mensen die erfelijke, ziekteverwekkende mutaties in hun genen hebben, hoop gegeven door een techniek aan te tonen waarmee een aantal van deze ziekten kan worden voorkomen en genezen. Het potentieel van dit onderzoek is enorm en de impact ervan is groot; het is echter een ethisch controversieel onderwerp en elke stap in de richting van dergelijk onderzoek moet met de grootste zorgvuldigheid worden gezet, na zorgvuldige afweging van alle noodzakelijke ethische overwegingen. Andere belemmeringen voor dit type onderzoek zijn onder meer het gebrek aan steun voor embryo-onderzoek en het verbod op klinische proeven met betrekking tot genetische modificatie van de kiemlijn (cellen die zich ontwikkelen tot zaad- of eicellen). Een aspect dat de onderzoekers categorisch hebben benadrukt, is het zorgvuldig vermijden van de introductie van onbedoelde mutaties in de kiemlijn.
De auteurs hebben verklaard dat hun onderzoek volledig voldoet aan de aanbevelingen in de routekaart "Human Genome Editing : Science, Ethics, and Governance" uit 2016 van de National Academy of Sciences, VS.
Een enorme impact maken met mogelijkheden
De resultaten van deze studie, gepubliceerd in Nature, tonen het grote potentieel van embryonale genbewerking aan . Dit is de eerste en grootste studie op het gebied van genbewerking . Dit onderzoeksgebied wordt echter belemmerd door de noodzaak om zowel de voordelen als de risico's realistisch in te schatten, en om de veiligheid en effectiviteit van de procedure in een breder perspectief continu te evalueren.
Dit onderzoek zal een enorme impact hebben op het vinden van toekomstige geneesmiddelen voor duizenden ziekten die worden veroorzaakt door mutaties in afzonderlijke genen. In een "zeer verre toekomst" zouden genetisch gemodificeerde embryo's in een baarmoeder kunnen worden geplaatst met als doel een zwangerschap tot stand te brengen. Tijdens dit proces zou een klinische studie de ontwikkeling van de embryo's tot nakomelingen kunnen volgen. Het klinkt op dit moment vergezocht, maar dat is het beoogde doel op de lange termijn van dit onderzoek. De basis is gelegd door wetenschappers een stap dichterbij te brengen om erfelijke genetische ziekten bij het menselijk nageslacht uit te roeien.
***
Bron (nen)
Hong M et al. 2017. Correctie van een pathogene genmutatie in menselijke embryo's. Nature . https://doi.org/10.1038/nature23305
***
