Het CRISPR-Cas9-complex wordt, verpakt in DNA, ‘afgeleverd’ bij de kern van de cel (afb: univ.van Noord-Carolina)

Onderzoekers in de VS  hebben DNA gebruikt om de CRISPR-Cas9-genenknipper een cel binnen te loodsen. Dat kregen ze zowel bij cellen in een petrschaal als in dieren voor elkaar. Daarmee zou het voor knutselaars aan DNA makkelijker worden het genoom te bewerken. Dat kan zijn nut hebben bij erfelijke ziektes, maar ook bij kanker.

Het CRISPR-Cas9-systeem is tegenwoordig het belangrijkste instrument om genen te verwijderen uit DNA. Het schijnt inmiddels een grote mate van nauwkeurigheid te hebben ontwikkeld. Het systeem is afkomstig van bacteriën en archaea. Het beschermt de micro-organismen tegen virussen en andere indringers. Als het micro-organisme een indringer signaleert dan produceert het systeem stukjes RNA die overeenkomen met stukjes DNA van de indringer. Dat CRISPR-RNA gaat bij die indringer op zoek naar het overeenkomstige stuk DNA system. Als dat gevonden is komen Cas9-eiwitten in actie , die dat stukje DNA er uit snijden en zo de indringer onschadelijk maken.

Om zijn werk te kunnen doen moet Cas9 in een cel aanwezig zijn. Wat de onderzoekers nu hebben gedaan is te laten zien dat het mogelijk is de hele ‘equipage’ (Cas9-eiwitten en CRISPR) in een keer de cel binnen te brengen. “Tot nu toe introduceerden onderzoekers eerst DNA in de cel om CRISPR-RNA en de Cas9-eiwitten in de cel te laten maken, maar dat beperkt het sturen van de doses”, zegt Chase Beisel van de staatsuniversiteit van Noord-Carolina. “Door direct Cas9 af te leveren in plaats van die door de cel te laten produceren, ben je ervan verzekerd dat de cel het actieve bewerkingssysteem krijgt en voorkom je problemen met niet bedoelde bewerkingen.”
“Ons systeem lijkt op een bolletje garen, een kluwen, en daarom noemen we dat nanokluwen”, zegt medeonderzoeker Zhen Gu van dezelfde universiteit. “Omdat het bolletje is gemaakt van DNA, is het in hoge mate biocompatibel. Het assembleert zichzelf ook zodat het makkelijk is aan te passen.”
De nanobolletjes bestaan uit een enkele strak opgewonden DNA-streng. Het DNA is enigszins aangepast zodat het CRISPR-Cas9-complex er lichtelijk mee verbonden is. In een kluwen kunnen verschillende CRISPR-Cas9-complexen worden geborgen, die elk hun eigen doelwit (in de vorm van een te knippen gen) hebben. Als de kluwen in contact komt met de cel, dan asborbeert de cel het pakketje via een proces dat endocytose wordt genoemd. Zo neemt een cel componenten op die te groot zijn om via memebraanopeningen de cel binnen te komen. Omdat het nanobolletje is bedekt met een positief geladen polymeer worden de wanden van de instulping (het endosoom) afgebroken en is het binnen. In de cel bevrijdt het complex zich van de verpakking (het DNA) en zoekt zijn weg naar de kern. Daar kan het complex met zijn knipwerk aan de gang gaan.
Uiteraard hebben de onderzoekers getoetst of hun ‘postbode’ ook werkelijk afleverde. Ze namen daarvoor kweken van kankercellen. De cellen waren, via genetische manipulatie, fluoreserend gemaakt. De bolletjes met de genenknipper moesten juist dat gen verwijderen. Ze, de cellen, hielden inderdaad op te schijnen. Niet allemaal, maar meer dan eenderde. Perfect is het dus nog niet.

Bron: EurekAlert