Het ‘plakeiwit’ dystrofine (afb: Wiki Commons)
Onderzoekers van de Duke-universiteit (VS) zouden met behulp van CRISPR/Cas9-techniek met succes het genoom van een volwassen muis hebben bewerkt die was opgezadeld met de spierziekte van Duchenne. Ze verwijderden in het genoom van de spiercellen het gemuteerde exon 23 uit het dystrofine-gen. Als het waar is, dan zou dat voor het eerst zijn dat die behandeling met succes is toegepast op een volwassen zoogdier(tje).
Eerder hadden de onderzoekers al de gentisch afwijkingen in cellen van Duchenne-patiënten gerepareerd. Andere onderzoekers zouden dat bij embryo’s hebben gedaan. De laatste benadering stuit op, onder meer, ethische bezwaren en de eerste op problemen de ‘genezen’ cellen weer terug te brengen in het spierweefsel van de patiënten. De beste aanpak is het celgenoom van het door mutaties aangetaste weefsel direct te bewerken met de CRISPR/Cas9-methode, maar ook dat stuit op verschillende praktische problemen. Die Duke-onderzoekers hebben die opgelost door gebruik te maken van een niet-ziekteverwekkend adenovirus om het CRISPR-‘gereedschap’ ter plekke te brengen. “CRISPR gebruiken om mutaties te corrigeren in aangetaste weefsels van zieke patiënten, staat, anders dan die bij embryo’s, niet er discussie. Dit onderzoek laat zien dat dat mogelijk is, maar er is nog een massa werk te doen”, zegt Charles Gersbach van de Duke-universiteit.
Die ziekte van Duchenne wordt veroorzaakt door problemen bij de productie van dystrofine, een lang eiwit dat spiervezels verbindt met de omringende structuur (botten, neem ik aan). Dat eiwit wordt aangemaakt door een gen dat bestaat uit 79 zogeheten exonen. Als een van die exonen gemuteerd is dan wordt het eiwit niet aangemaakt. Duchenne. De ziekte komt voornamelijk voor bij mannen (het dystrofine-gen ligt op het x-chromosoom): een op de 5000 mannelijke baby’s krijgt die ziekte. “Een belangrijk probleem bij het bewerken van het genoom is hoe je CRISPR/Cas9 de cellen in krijgt”, zegt medeonderzoeker Chris Nelson van het Gersbach-lab. “De beste manier die we nu hebben is gebruik te maken van virussen, omdat die miljarden jaren bezig zijn geweest uit te vinden hoe ze hun genen de cellen in krijgen.”
De onderzoekers gebruikten daarvoor het aangepaste adenovirus (AAV). Om virussen te gebruiken voor dit werk worden ze ‘ontwapend’, zodat ze geen gevaar meer opleveren voor de patiënt: gevaarlijke genen er uit en de therapeutische genen er in. AAV schijnt behoorlijk succesvol te zijn bij dit soort werk. Er was alleen een moeilijkheid. Gersbach: “AAV is een vrij klein virus en CRISPR/Cas9 is vrij groot. Het past niet, dus we hadden nog steeds een probleem.” De oplossing kwam van Feng Zhang van Harvard. Hij beschreef eerder dit jaar een CRISPR/Cas9-systeem van een bacterie dat anders is dan het ‘normale’ CRISPR/Cas9. CRISPR is de ‘gids’ en Cas9 de ‘schaar’. Normaal wordt het CRISPR/Cas9-systeem gebruik van de bacterie Streptococcus pyogenes. Staphylococcus aureus blijkt toe te kunnen met een veel kleinere ‘schaar’ (Cas9). Het gemuteerde exon werd uit het dystrofine-gen gesneden en het eigen DNA-reparatiesysteem zorgde er voor dat de stukken weer aan elkaar werden ‘geplakt’. Het gen is dan wel een stukje korter, maar blijkt toch goed te functioneren.
De onderzoekers hadden er ook een volledig nieuw gen tussen kunnen ‘plakken’, maar deze simpele aanpak zou minstens zo efficiënt zijn en bruikbaarder voor grotere groepen patiënten. De onderzoekers behandelden op deze wijze het pootje van de muis en het bleek dat de dystrofine-productie weer op gang kwam en de spiersterkte toenam. Vervolgens werd het ‘geladen’ AA-virus in het bloed ingespoten om alle spiercellen te bereiken. Dat had enig effect, ook bij die grote spier hart. Dat zou heuglijk nieuws zijn, omdat hartfalen de belangrijkste doodsoorzaak is bij Duchenne-patiënten. “Gersbach: “Er is nog een hoop werk te doen, maar de eerste resultaten zijn opmerkelijk. We gaan de zaken nu optimaliseren en beproeven bij ernstiger vormen van de ziekte en bekijken de doelamtigheid en veiligheid in grotere dieren alvorens te beginnen aan klinische proeven.”
Bron: EurekAlert