Het gen werd niet vervangen de mutaties niet gerepareerd, maar er werd een minigen (gekleurd) ingebouwd (afb: PennState)
Bij muisjes, moet ik er eerlijkheidshalve bij zeggen, wat nog niet meteen betekent dat dat bij mensen ook gebeurt. Het bijzondere is dat het hier om een leverziekte gaat waarbij een gen op honderden plaatsen is gemuteerd. Die werden gecorrigeerd door een nieuw stukje gen in te voegen in het niet goed functionerende OTC-gen, vandaar dat ‘minigen’. Ik begrijp niet goed waarom die onderzoekers dan niet het hele OTC-gen vervangen. Het zou te maken kunnen hebben met de grootte van het gen. Bij de CRISPR-methode, waar we het hier over hebben, moet je je gereedschap en het in te bouwen genetische materiaal wel de cel binnen kunnen loodsen. Dat gebeurt met ‘lamgemaakte’ virussen, maar daarbij mag de ‘lading’ niet al te groot zijn. Deze minigenaanpak zou volgens de onderzoekers te gebruiken zijn voor erfelijke ziektes met meer mutaties in hetzelfde gen.
De methode van de onderzoekers van de universiteit van Pennsylvania is een vervolmaking van een eerder ontwikkeld CRISPR-systeem waarbij slechts een mutatie wordt gerepareerd. Dat werkte bij pasgeboren maar niet bij volwassen muisjes. Het kreupele virus leverde het minigen af dat met knip-en-plakwerk werd ingevoegd in het OTC-gen. Er werden geen mutaties ongedaan gemaakt. Het gen kreeg er een set instructies bij om naar behoren te fungeren. Dat scheen (dus) te werken bij pasgeboren muisjes en die hadden daar de rest van hun korte leventje baat bij.
“Zoals de meeste erfelijke ziektes die levensbedreigend zijn is een vroege behandeling die langdurig effect heeft cruciaal”, zegt James Wilson. “We hebben de CRISPR-methode verder ontwikkeld om niet alleen langdurige activiteit van het OTC-gen in cellen te bewerkstellligen maar ook door de methode te verbreden. Ons doel is het deze benadering ook te gebruiken voor patiënten met OTC-ziektes en andere erfelijke afwijkingen waarbij er veel mutaties in een gen zitten in plaats één wezenlijke mutatie.”
Een op de 40 000
De OTC-afwijking komt maar in een van de 40 000 zuigelingen voor. Er kunnen wel 300 mutaties in dat OTC-gen zitten. Aangezien het gen in het X-chromosoom huist, hebben vooral mannen er last van, terwijl vrouwen dragers kunnen zijn. De ureumcyclus, waar dat OTC-enzym bij te pas komt, zorgt voor de afvoer van overtollig stikstof. OTC is een van de zes en als een daarvan ontbreekt, dan hoopt ammoniak zich op in het bloed. Als dat in de hersens komt kan het afgelopen zijn.
Als behandeling krijgen patiënten medicijnen die andere manieren stimuleren om het lichaam van overtollig stikstof te ontdoen. In ernstige gevallen is een levertransplantatie een oplossing. De sterfte onder die patiënten is nog steeds hoog.
De onderzoekers ontwikkelden een, wat ze noemen, eigen vector AAV8, het kreupele virus die de CRISPR-boel in de levercellen moet afleveren. Een tweede AAV8-vector leverde het minigen af. De welbekende Cas9-genschaar knipt het DNA door, gestuurd door gids-RNA. Vervolgens wordt daar het minigen ingebouwd via, wat genoemd wordt, gerichte homologische reparatie (de ‘plak’ dus). “We proberen niet de mutaties te repareren. We voegen alleen dat minigen toe”, zegt medeonderzoekster Lili Wang.
Muisjes die aldus behandeld werden kregen OTC-producerende cellen door de hele lever heen. Dat ging vooral goed als de vectoren specifiek gericht werden op de lever. Bij de groep muisjes die zo behandeld werden daalde de ammioniumspiegel met 60%. Wilson: “De volgende stappen zijn aanvullende preklinische proeven om een veilige ankerplaats in het gen te vinden in menselijke levercellen en dan om een soortgelijke aanpak te testen.”
Bron: EurekAlert