Onderzoekers van het Weizmann-instituut denken de cellen ‘aan een touwtje te hebben (afb: Weizmann-instituut

Genoombewerking is inmiddels een populair ’tijdverdrijf’ in de labs over de wereld en sinds een paar jaar is CRISPR/Cas9 de grote ster. Volgens onderzoekers van het Israëlische Weizmann-instituut redt die techniek het niet alleen, ondanks al haar hooggeprezen kwaliteit. De combinatie met een techniek om genfuncties in afzonderlijke cellen te manipuleren zou de knip- en plaktechniek aanzienlijk verbeteren, vinden ze (pdf-bestand), en daarmee de kennisontwikkeling van het genetische proces versnellen.

Welke combinaties van mutaties zorgen ervoor dat kankercellen maar niet dood willen? Welke cellen in de hersens zijn er betrokken bij de eerste fase van de ziekte van Alzheimer? Hoe opereren afweercellen? Allemaal vragen die naar antwoorden zoeken en de Israëlische onderzoekers denken dat de combinatie van de CRISPR-techniek samen met genoomprofilering van afzonderlijke cellen antwoorden kunnen verschaffen op deze vragen en nog vele andere.
Die nieuwe enkele-celtechnologie maakt het onderzoekers mogelijk genfuncties in afzonderlijke cellen te manipuleren en een nauwkeurig waar te nemen wat de gevolgen zijn van de veranderingen. Volgens de onderzoekers zou een enkel experiment met deze methode net zoveel waard zijn als duizenden experimenten met de ‘oude’ benadering en daarmee de ontwikkeling naar de praktijk aanzienlijk versnellen.

Bot instrument

De CRISPR-techniek heeft voor een revolutie gezorgd in het medisch/biologisch onderzoek. De techniek wordt gebruikt om heel nauwkeurig genen uit het genoom te knippen en andere er in te plakken. “CRISPR is op zichzelf een bot instrument”, stelt onderzoeker  Ido Amit . “We hebben vaak moeite om te zien of te begrijpen wat het resultaat daarvan is.” Volgens medeonderzoeker Diego Jaitin wordt vaak gekeken naar zwart/wit-effecten, wel of niet. “Het overgrote deel van de processen in ons lichaam zijn complex en zelfs chaotisch.”

Amit c.s. hebben een techniek ontwikkeld om in afzonderlijke cellen boodschapper-RNA af te lezen, het actieve ‘broertje’ of ‘zusje’ van DNA. Boodschapper-RNA bevat de code voor een bepaald eiwit. Door nu die RNA-moleculen uit te lezen kun je er achter komen welke genen actief zijn en hoe de cel in elkaar steekt. Amit: “Het is een soort moleculaire microscoop.”
Zo kunnen duizenden cellen van een bepaald weefsel in een keer in het lab worden uitgelezen en hun ‘eigenaardigheden’ worden vastgesteld, bijvoorbeeld of we met kanker- of ‘Alzheimercellen’ te maken hebben. Die RNA-uitleestechniek wordt door veel onderzoekers gezien als een kiekje, een momentopname, zo stellen de Weizmann-onderzoekers.

Combinatie

Die denken echter dat de combinatie van die twee technieken het mogelijk maakt om actief te ‘rommelen’ met genen in de cel om zo de functionaliteit van cellen te leren begrijpen in verschillende omstandigheden. De Weizmann-onderzoekers wilden veel genen tegelijkertijd kunnen bestuderen om het effect van veranderingen te kunnen bekijken. Dat vereiste aan de ene kant de ontwikkeling van nieuwe moleculaire technieken voor het tegelijkertijd identificeren van de beoogde cellen en de veranderingen in het genoom en aan de andere kant de ontwikkeling van informatische methodes om de boel te analyseren.
De onderzoekers kregen te maken met, zo vertellen ze, een nieuw type gegevens met nogal wat hiaten in de waardes, zoals ze dat noemen. Door cellen met een gelijk gedrag te koppelen zeiden ze in staat te zijn geweest allerlei functies aan genen te koppelen. Zo zouden ze de ‘bedrading’ van afweercellen van muizen hebben kunnen achterhalen als die ziekteverwekkers aanvallen. Daarmee konden ze de bijdragen van genen aan dat proces achterhalen.
Op die manier denken de onderzoekers dat veel antwoorden kunnen worden gevonden op veel nog openstaande vragen. “De opkomst van CRISPR betekent een grote sprong in de mogelijkheid het afweersysteem te doorgronden en te veranderen”, zegt Amit. “We hopen dat onze aanpak de volgende stap vooruit is om, onder meer, afweercellen aan te passen voor immuuntherapie.”

Bron: EurekAlert