RNA-splitsing. De term splitsing (Engels splicing) is afkomstig van het splitsen van touw (om er een stuk aan te breien) (afb: WikiMedia Commons)

Onderzoekers hebben een truc bedacht om cellen zover te krijgen dat ze eiwitten met ‘geninstructies’ binnen laten via een normaal, natuurlijk proces. Daardoor maken die cellen eiwitten aan die de cel zelf niet aanmaakt door een genetische afwijking. Daarmee zou een nieuwe methode ontwikkeld zijn om genetische ziektes te lijf te gaan met gentherapieën. De onderzoekers denken dan aan ziektes als Alzheimer, sommige vormen van kanker en blindheid.
“Als je behandelingen wilt ontwikkelen voor ziektes waarbij cellen een bepaald eiwit missen, dan is het wezenlijk dat je wel de juiste cel treft in een structuur, zoals de hersens”, zegt Seth Blackshaw van de Johns Hopkinsuniversiteit. Als dat mislukt kun je onbedoelde problemen krijgen in andere, tot dan toe gezonde cellen.
Twee gebruikelijker manieren om therapeutische ‘genpakketjes’ af te leveren aan cellen met een genetisch mankement laten het in proeven bij dieren en mensen nogal eens afweten op het vlak van effectiviteit. Blackshaw: “We wilden genexpressiepakketjes afleveren die zowel in preklinische als in klinische proeven breed inzetbaar is.”
Een van die methodes gaat om zogeheten minipromotoren, een deel van een gen dat de genactiviteit stuurt en daarmee de productie van een bepaald eiwit. Volgens Blackshaw slaagt die methode er vaak niet in de genen in de juiste cellen te activeren. Een andere methode gaat om gengereedschap dat zich hecht aan membraaneiwitten op bepaalde cellen. Ook daarbij gaat het vaak mis, ook al zijn de preklinische dierproeven eerder goed verlopen.

Eerder had de Johns Hopkinsonderzoeker Jonathan Ling ‘kaarten’ gemaakt van de manieren waarop cellen RNA splitsen om complexen te maken die eiwitten produceren (het ribosoom, neem ik aan; as). Die verschillen per celtype en plaats in een organisme. Cellen gebruiken dus een van elkaar afwijkende splitsing om de voor een cel benodigde eiwitten te kunnen aanmaken.
Dat splitsingsproces is een nabewerking van het kopiëren van DNA op (boodschapper)RNA, waarna bepaalde delen zoals introns worden verwijderd, zodat alleen maar dat deel dat codeert voor een bepaald eiwit overblijft. Dat kunnen nogal lange stukken zijn. Zo zij introns soms wel miljoenen basenparen lang en daarmee te groot voor de huidige methodes voor pakketaflevering aan cellen.

Kort genoeg

Ling ontdekte dat zo’n 20% van de splitsprocessen stukken introns bevatte die klein genoeg waren om mee te nemen in de ‘genpakketjes’ die Blackshaw wilde uittesten. Gelukkig toeval wilde dat dat zowel bij de beoogde proefdiertjes (muisjes) als mensen zo was.
De onderzoekers maakten pakketjes van op alternatieve wijze gesplitste boodschapper-RNA-moleculen om aan cellen te ‘bezorgen’ met behulp van een ongevaarlijk gemaakt virus. Daar voegden ze promotoren van bepaalde genen aan toe om ervoor te zorgen dat de beoogde eiwitproductie ook op gang kwam.
Ze probeerden hun methode uit op hersencellen en fotocellen. Het bleek mogelijk de gewenste veranderingen alleen door te voeren in bepaalde celtypen. Bij het minipromotor systeem komen de ‘pakketjes’ gemiddeld maar in 5% van de beoogde cellen terecht.
De pakketjes voor lichtcellen werden bij muisjes ingespoten in de oogjes. Die misten het PRPH2-gen. Die cellen bleken inderdaad PRPH2 aan te maken, stellen de onderzoekers.

Eenzelfde resultaat met deze aflevermethode werd geboekt bij kweken van menselijke melanoomcellen (een vorm van huidkanker). Een pakketje voor toevoeging van het SF3B1-gen zorgde ervoor dat alleen de melanoomcellen dat eiwit, betrokken bij de splitsing van RNA, ook gingen aanmaken.
Volgens Blackshaw en Ling is hun SLED-systeem vooral handzaam in combinatie met andere genbezorgingssystemen. De onderzoekers zoeken verder naar nog kleinere introns en hebben de SLED-methode ook maar meteen gepatenteerd.

Bron: Science Daily