Een veelgeprezen techniek voor genbewerking, CRISPR-Cas, lijkt ongewenste DNA-schade te veroorzaken. Dat zou een grote tegenslag kunnen betekenen voor dit veelgebruikte gereedschap voor biomedisch onderzoekers, dat ook een grote belofte vormt voor nieuw geneesmiddelen.

Sinds een paar jaar gebruiken biomedisch onderzoekers overal ter wereld CRISPR-Cas. Dit is een techniek om relatief eenvoudig en heel gericht genen te bewerken; stukjes DNA die indirect verantwoordelijk zijn voor een bepaalde functie in een organisme.

Met deze techniek is het bijvoorbeeld mogelijk om eetbare gewassen andere eigenschappen te geven. (Lees: ‘Eerste maaltijd met door genbewerking aangepaste groente’.) Zo zou je genbewerking kunnen gebruiken om rijst beter bestand maken tegen droogte of om de opbrengst van gewassen te vergroten.
 

Gen vervangen

Ook in de geneeskunde wordt veel verwacht van genbewerking met CRISPR-Cas. Bepaalde erfelijke ziektes worden veroorzaakt door slechts één gen dat niet goed is. Als bekend is dat deze ziekte in de familie zit, zou je ervoor kunnen kiezen een kind te krijgen met IVF. Dan kun je namelijk in een heel vroeg stadium van het embryo, als het nog maar een klompje van een paar cellen is, bij alle cellen het problematische gen vervangen door het juiste.

Ook bij de behandeling van kanker kan CRISPR-Cas een belangrijke rol spelen. (Lees: ‘Genbewerkte T-cellen genezen baby’s van leukemie’.) Er zijn dan ook al miljoenen geïnvesteerd in bedrijven die zich hiermee bezighouden, vooral in de VS.
 

Niet zo precies

Maar al het gejubel over CRISPR-Cas krijgt nu een stevig tegengeluid. Wetenschappers in Groot-Brittannië hebben ontdekt dat het 'moleculaire zakmes' CRISPR-Cas helemaal niet zo precies is als de bijnaam doet vermoeden. Want niet alleen het bedoelde gen wordt veranderd, ook op heel andere plekken in het DNA treden veranderingen op, zo schrijven ze in het wetenschappelijke tijdschrift Nature Biotechnology.

En dat is niet de bedoeling. De onderzoekers van het Engelse Wellcome Sanger Institute vonden duizenden mutaties, veranderingen in het DNA, de meesten van het type ‘verwijdering’ (deletion), schrijft de medische nieuwswebsite STAT. Dat betekent dat op al die plaatsen in het DNA er een basenpaar uit de streng is gerukt.

Soms heeft zo'n mutatie geen enkel effect, maar als dit bijvoorbeeld gebeurt in een gen dat kankeronderdrukkend werkt, zou deze DNA-verandering kunnen leiden tot een verhoogde kans op kanker. In andere gevallen wordt hierdoor een gen uitgezet dat juist een nuttige functie heeft in het lichaam.
 

Wake-upcall

Volgens de onderzoekers moet hun werk een wake-upcall zijn voor iedereen die met CRISPR-Cas werkt. De DNA-schade als gevolg van het gebruik van dit moleculaire zakmes is tot nu toe ernstig onderschat.

Hoe dat kan? Er is tot nu toe maar heel weinig onderzoek gedaan naar DNA-veranderingen die ver weg op de DNA-streng zitten, als gevolg van de inzet van CRISPR-Cas. ‘Vaak vind je alleen dat waar je naar zoekt. Niemand heeft nog gezocht naar de gevolgen van DNA-bewerking op genen die zich stroomafwaarts bevinden’, zei hoofdonderzoeker Allan Bradley tegen STAT.
 

Aanvullende experimenten

De wetenschappers kregen hun onderzoek niet eenvoudig gepubliceerd. Omdat de resultaten zo verrassend en ingrijpend zijn, stelden de redacteuren van Nature Biotechnology meerdere keren vragen als ‘Heb je hier wel aan gedacht?’ om er zeker van te zijn dat het onderzoek door de best mogelijke experimenten is onderbouwd. De Britten deden vervolgens aanvullende experimenten, maar de resultaten bleven staan: het DNA raakte op talloze locaties beschadigd.
 

Werk aan de winkel

'We moeten zeker niet te hard schrikken en CRISPR-Cas nu afserveren', zegt John van der Oost van de Wageningen University & Research, een van de pioniers op het gebied van CRISPR-Cas, desgevraagd. 'Je hoort dit soort bevindingen wel vaker. Het hangt helemaal af van welke cellen deze onderzoekers hebben gebruikt, welk variant van het enzym (Cas9 is maar één variant), onder welke condities en op welke manier ze hun metingen deden. Maar dit laat wel zien dat de techniek ongewenste bijwerkingen kan hebben; net als een regulier medicijn eigenlijk.'

Er is dus nog een hoop werk aan de winkel voor de wetenschap. Van der Oost: 'In veel labs werken ze al aan het steeds beter maken van de methode CRISPR-Cas. En misschien luidt de conclusie straks wel dat deze vorm van genbewerking voor de ene toepassing geschikter is dan voor de andere.'

Openingsbeeld Depositphotos.com