Genbewerking via CRISPR-Cas9-technologie wordt steeds preciezer. Een onderzoeker aan de Amerikaanse Harvard Medical School heeft een nieuwe manier ontdekt om CRISPR-enzymen te remmen.

CRISPR-cas9 is een krachtige techniek om genetische aandoeningen te bestrijden. Eiwitten worden bij een cel gebracht en 'knippen' daar een ongewenst stukje DNA weg (lees er meer over in ons coververhaal uit 2015, pdf-bestand). De techniek maakt het mogelijk om gericht de genetische code van een plant, dier, bacterie of virus te veranderen.


Tegengif

Maar bij een krachtige technologie hoort ook een 'tegengif', zegt bioloog Amit Choudhary van Broad Institute en Harvard Medical School in een persbericht.

'Exacte beheersing en tegenmaatregelen zijn onlosmakelijk verbonden aan elke sterke techniek', zegt hij - zoals er ook medicijnen zijn om de gevolgen van bijvoorbeeld anesthetica in te beperken of ongedaan te maken.


Angst voor gevolgen

De toepassing van CRISPR-technieken voor de behandeling van ziekten bij mensen komt steeds dichterbij. Daarmee groeit de noodzaak om manieren te vinden om ongewenste neveneffecten van de gebruikte enzymen elders in het lichaam tegen te gaan. Met dergelijke remmers zal de techniek uiteindelijk alleen maar preciezer worden, is het idee. 

Bovendien bestaat er veel angst voor de langetermijngevolgen van CRISPR. Immers: niet alleen het beoogde gen wordt gewijzigd. De drager ervan geeft de wijziging ook door aan al zijn nakomelingen. Gewijzigde genen verspreiden zich zo snel over een populatie, en de gevolgen daarvan zijn nog ongewis. 

Links: CRISPR-Cas9-enzymen schakelen het gen uit dat cellen groen kleurt. Rechts: Dankzij moleculen is de werking van het CRISPR-Cas9-enzym tenietgedaan, waardoor de cellen groen blijven. Beeld: Basudeb Maji, met dank aan het lab van Choudhary.


Interactie met genen

Voorheen waren al eiwitten gevonden die CRISPR-systemen in virussen kunnen remmen. Choudhary heeft nu kleine moleculen gevonden die hetzelfde kunnen en die bovendien veel efficiënter cellen kunnen binnendringen. Hij publiceerde zijn bevindingen afgelopen week in het wetenschappelijke tijdschrift Cell. 

Choudhary en zijn team richtten zich op de manier waarop CRISPR-enzymen hun doelwit herkennen. Ze ontwikkelden een reeks tests om de biochemische interactie in de cel te meten: wat gebeurt er precies wanneer CRISPR-enzym het beoogde gen binnendringt? Ze waren op zoek naar moleculen die juist in die belangrijke eerste fase kunnen ingrijpen.


Streptokokken

Ze vonden moleculen die de werking blokkeren van het Cas9-enzym uit Streptococcus pyogenes, een bacterie die veel wordt gebruikt in CRISPR-technieken. Uit 15.000 kandidaten bleek dat BRD0539-moleculen die taak uiteindelijk het beste verrichten. Daarbij kon de onderzoeker zelfs regelen hoe sterk de remmende werking van het enzym optreedt. Ook kunnen ze het wegknippen van het gen volledig stopzetten. 

Op basis van hetzelfde model gaan de onderzoekers nu proberen een complete gereedschapskist te bouwen waarmee elk CRISPR-systeem kan worden uitgezet. 'We hebben het model ontwikkeld', zegt Choudhary. 'Nu gaan we dat gebruiken om andere CRISPR-remmers te vinden.' 

 

Foto: Depositphotos.com