OTC (afb: Wiki Commons

Het zou voor het eerst zijn dat met behulp van een virus(vector) en CRISPR/Cas9  jonge dieren (muisjes) werden ‘ontdaan’ van een leverziekte, die het gevolg is mutatie aan het gen dat codeert voor het enzym OTC . Dezelfde behandeling bij volwassen muizen had een averechts effect. Dat zou iets te maken hebben met de plaats waar het DNA wordt doorgeknipt.

“Het veranderen van een ziekmakende mutatie in diermodellen, brengt ons eens stap dichter bij op de persoon toegespitste geneeskunde”, zegt onderzoeker James Wilson van de universiteit van Pennsylvania. “Mijn 35-jarige ervaring in de gentherapie heeft me echter geleerd hoe moeilijk het is proeven met muizen te vertalen in behandelingen voor mensen. Nu zijn we bezig de onvoorziene gevolgen bij volwassen dieren nader te onderzoeken.”

De onderzoekers richtten zich op het bewerken van het DNA van levercellen, omdat ze er al eerder in geslaagd waren met behulp van een virus genen ‘af te leveren’ in het genoom, alhoewel die conventionele methode niet ideaal is voor genetische afwijkingen van de lever die zich manifesteren bij de geboorte, omdat een deel van het genoom verloren gaat als de levercellen zich ontwikkelen (zo meldt althans het persbericht). Medeonderzoekster Lili Wang achtte daarom de nieuwe CRISPR/Cas9 methode de aangewezen techniek om de gemuteerde genen te vervangen, waarbij nog steeds een virus de ‘spullen’ aflevert in de levercellen. Bij CRISPR/Cas9 zou de verandering aan het genoom wel ‘duurzaam’ zijn, waarbij het resterende virusgenoom zou worden afgevoerd.
Dat idee werd uitgeprobeerd op muizen met een zeldzame stofwisselingsstoornis in de ureumcyclus, doordat die het enzym ornithinetranscarbamylase (OTC) moeten missen. In de ureumcyclus zorgen zes enzymen dat het lichaam zich van ammoniak ontdoet, een product van de eiwitafbraak. Als een van die zes enzymen ontbreekt, dat hoopt ammoniak zich op in het bloed en veroorzaakt in de hersens grote problemen met soms de dood ten gevolge. OTC-deficiëntie komt voor bij een op de 40 000 borelingen. Een gemuteerd OTC-gen maakt een onwerkzaam enzym of helemaal geen. Het gen zit op het X-chromosoom, waardoor vrouwen de dragers zijn en de ziekte voornamelijk bij mannen voorkomt.

10%

In de pasgeboren muisjes met de genafwijking werd in 10% van de levercellen de gemuteerde genen vervangen door het ‘goede gen’. De behandelde muisjes die een eiwitrijk dieet kregen, slecht voor muizen met een niet of slecht functionerend OTC-gen, bleven langer in leven. In een controlegroep stierf 30% van de muisjes na een week en hun ammoniakspiegel was aanzienlijk hoger dan in de behandelde muisjes. Nader onderzoek van het erfgoed van de behandelde muisjes leerde dat de ‘reparatie’ had gewerkt.
Bij wat oudere muizen, tussen de acht en tien weken, met een OTC-mutatie, bleek dat reparatiegehalte lager dan die 10% en die ‘oudjes’ gingen drie weken later alsnog dood. Muizen die een hoge dosis ‘genreparator’ hadden toegediend gekregen stierven al na negen dagen. Wang: “Dat verbaasde ons zeer, maar uiteindelijk begrepen we hoe dat kwam.” Slechts 1% van de foute genen was gerepareerd. Dat was te weinig om de muizen te baten. Wat verontrustender was dat vele van de ongecorrigeerde genen stukken misten waardoor het OTC-gen helemaal niet meer werkte.
Bij het vervangen van de gemuteerde genen wordt het DNA eerst door Cas9 doorgeknipt en vervolgens vervangen door het juiste gen uit het virusgenoom. Wilson: “Het lijkt er op dat die reparatie efficiënter gebeurt bij levercellen van pasgeborenen dan in volwassen levercellen.” Als de reparatie niet voltooid is, dan wordt de snit in het DNA gerepareerd door een soort plakoperatie dat boel niet helemaal fijn aan elkaar zet. Dat zou te maken hebben met de plaats waar het DNA wordt doorgeknipt. Hoe dan ook, er valt nog moeilijk te spreken van een geslaagde operatie. Het wordt nu zoeken naar de juiste plek om wel het beoogde resultaat te boeken. Voorlopig zullen we dit soort exercities niet bij mensen zien toegepast. Gentherapie belooft wat, maar vooralsnog zijn de problemen talrijker dan de oplossingen.

Bron: eScience News