Een nieuw moleculair gereedschap, ontwikkeld door Harvard University en MIT, kan in DNA één enkel basenpaar veranderen. Dankzij deze precieze bewerking, een opvolger van het veelgeprezen CRISPR-Cas, komt genezing van een aantal erfelijke ziekten in zicht.
Het nieuwe gereedschap is groot nieuws onder biomedisch technologen en genetici. Wetenschappers in de Verenigde Staten slaagden erin om een A in een G te veranderen. Het belang daarvan voor de wetenschap en de geneeskunde is lastig te overschatten.
Om de nieuwe onderzoeksresultaten te begrijpen is het belangrijk om te snappen hoe DNA werkt. Het genetisch materiaal dat in elke cel van je lichaam zit, bevat een blauwdruk met alle erfelijke informatie over jou. Zo’n DNA-keten – de beroemde dubbele helix – is een opeenvolging van basenparen: de bekende letters A, C, G en T. Met die letters is als het ware een boek geschreven.
Nu werd een paar jaar geleden een manier bedacht om een alinea uit dat boek te lokaliseren, weg te snijden en te vervangen door een andere paragraaf: CRISPR-Cas (Lees: 'Techniek voor genbewerking breekt door'). Een ingewikkelde techniek, maar onderstaande figuur legt hem goed uit:
Goud waard
De knipfunctie van CRISPR-Cas bleek voor wetenschappers goud waard. Zo proberen plantenonderzoekers om landbouwgewassen bepaalde gunstige eigenschappen te geven. Kankeronderzoekers kunnen dankzij CRISPR-Cas veel gemakkelijker dan voorheen genen aan- en uitzetten die samenhangen met een type kanker (in celculturen). En de eerste medische toepassingen dienen zich ook al aan (lees: ‘Behandeling kanker met genbewerking via CRISPR’ en ‘Genbewerkte T-cellen genezen baby’s van leukemie’).
Eén basenpaar
Maar zoals gezegd haal je met CRISPR-Cas een hele alinea weg, een hele trits basenparen. Het zou ook handig zijn als je één enkele letter in het genenboek kon veranderen. Dat is wat een team wetenschappers en biomedisch ingenieurs van MIT en Harvard University nu presenteert in een artikel in Nature.
De onderzoekers zijn erin geslaagd om een base in het DNA te veranderen, terwijl de andere basen eromheen intact blijven; ze noemen hun techniek base-editing. Ze maakten van een bestaande A een G.
Geneeskunde
Dat is niet alleen een wetenschappelijke prestatie, maar ook relevant voor de geneeskunde. Want van alle pakweg 50.000 voorkomende genetische afwijkingen in ons DNA die we kunnen koppelen aan een bekende ziekte, zijn er 32.000 het gevolg van een zogeheten puntmutatie: daarbij is slechts één base, één lettertje in de code, fout. Als je die fout kunt corrigeren, dan zou je – in een heel vroeg embryonaal stadium – de daarbij behorende ziekte kunnen genezen.
Daar zijn de auteurs van het artikel ook al mee bezig. Ze proberen patiënten met hemochromatose te behandelen met hun techniek, een aandoening waarbij het lichaam te veel ijzer uit voedsel haalt. Dat ijzer hoopt zich op in de organen, waardoor op den duur onder meer leverkanker of hartziekte kan ontstaan. De ziekte wordt veroorzaakt door één foutje in het DNA, dat hopelijk te herstellen is.
Potlood en gum
Maar daarmee houdt het niet op. De mogelijkheden lijken eindeloos. Liu en collega's werken ook al aan het behandelen van de ziekte sikkelcelanemie (waarbij de rode bloedcellen een sikkelvorm kunnen aannemen) en aan andere erfelijke bloedziektes, evenals erfelijke doof- en blindheid.
Het is trouwens niet zo dat CRISPR-Cas als gereedschap nu uitgerangeerd is. Die techniek heeft andere eigenschappen, zei onderzoeksleider David Liu tegen MIT Technology Review: ‘CRISPR-Cas, maar ook eerdere technieken, zijn heel goed als je hele stukken DNA wil wegsnijden of vervangen. Maar als je alleen een puntmutatie wil oplossen, is onze nieuwe techniek efficiënter en netter.’ CRISPR-Cas wordt vaak een moleculaire schaar genoemd en in die beeldspraak is base-editing een potlood met een gummetje achterop.
Beeldmateriaal Pixabay
Nieuwsbrief
Vond je dit een interessant artikel, abonneer je dan gratis op onze wekelijkse nieuwsbrief.