Structuur van hemoglobine (afb: WikiMedia Commons)

Het lijkt er op dat de basebewerking van het DNA van sikkelcelanemie– en beta-thalassemie-patiënten een manier zou kunnen worden om die ziekte succesvol te bestrijden. Het bleek dat de toepassing van die techniek die zich bepaalt op het vervangen van een enkele DNA-base de hemoglobine-expressie van foetuscellen verkregen uit cellen van die patiënten verhoogde. Dat zou een gunstiger resultaat hebben opgeleverd dan het gebruik van de genschaar Cas9 om het genoom te bewerken in menselijke bloedstamcellen.
Beide ziektes zijn het gevolg van mutaties in het gen dat codeert van hemoglobine, de zuurstof- en kooldioxidedrager in rode bloedcellen. In eerder onderzoek zou al zijn aangetoond dat patiënten baat zouden kunnen hebben bij genoombewerkingstechnieken. De onderzoekers wilden de aanpak verbeteren door die ingreep toe te passen op foetale cellen om de aanmaak van gezond hemoglobine te bewerkstelligen.
Daarvoor gebruikten de onderzoekers zogeheten basebewerkers die afzonderlijke bouwstenen (nucleotiden ook wel basen genoemd) specifiek te vervangen door de juiste base. “Dat leidde tot een toename van de foetale hemoglobinespiegel”, zegt Jonathan Yen van het Judaskinderziekenhuis in Boston. “Nu zijn we hard aan het werk om de basebewerking te optimaliseren om de aanpak naar de klinische praktijk te brengen.”

Hemoglobine, dat pas na de geboorte wordt aangemaakt, bestaat uit vier eiwitdelen: twee zogeheten beta-globines en twee alfaglobines met een ijzeratoom in het midden. Mutaties in betaglobine veroorzaken sikkelcelanemie en thalassemie. Menselijk hemoglobine heeft nog een onderdeel, gammaglobine, dat wordt aangemaakt tijdens de ontwikkeling van de vrucht in de baarmoeder en in de plaats komt van betaglobine.

Normaal wordt zo rond de geboorte de schakelaar omgedraaid en gaan de bloedcellen de betavorm van hemoglobine aanmaken. Met behulp van gentechnieken kan de gammaglobine weer ingeschakeld worden, waardoor de foetale hemoglobineaanmaak stijgt als een deugdelijk alternatief voor een gemuteerde hemoglobineaanmaak na de geboorte.

Transcriptiefactor

Yen: “We gebruikten een basebewerker om een nieuwe bindplaats te creëren voor de transcriptiefactor TAL1 die zorgt voor versterkte aanmaak van foetaal hemoglobine. Dat vergt een nauwkeurige basevervanging, hetgeen niet met de CRISPR/Cas9-techniek kan worden gedaan zonder ongewenste veranderingen en andere mogelijke (ongewenste; as) gevolgen van een dubbele strengbreuk te veroorzaken.”

“Het gammaglobine-gen is een goed doelwit voor basebewerking aangezien heel nauwkeurige veranderingen het gen kunnen reactiveren na de geboorte”, zegt Yens collega Mitchell Weiss. “Dat zou een goede behandeling kunnen zijn voor alle mutaties die sikkelcelanemie en thalassemie veroorzaken.”
Dat zou dus een simpeler methode zijn dan honderden mutaties te repareren die zorgen voor die ziektes. De ‘puntbewerking’ leverde twee tot vier keer grotere aanmaak van gammaglobine op dan met de CRISPR-methode, plus dat de basebewerking minder risico op ongewenste veranderingen zou opleveren. Dat dat ook in de praktijk zo is zullen ze nog in klinische proeven moeten bewijzen.

Bron: Science Daily