Kennelijk moet voor de integrase-invoeging van een DNA-sequentie het genoom eerst met de priemtechniek bewerkt worden (afb: Jesse Owens et al.)

Sinds de introductie van de bacteriële CRISPR-methode voor het bewerken van DNA werd alo gedroomd van een revolutionaire manier om erfelijke ziektes en andere genetische afwijkingen uit te bannen, maar dat bleek iets te rooskleurig gedacht. Een van de grotere belemmeringen voor de CRISPR-methode is het afleveren van het CRISPR-gereedschap met het genetisch materiaal aan de cellen. Nu beweren onderzoekers rond Jesse Owens van de universiteit van Hawaii een veilige en efficiënte manier gevonden te hebben om met aangepaste enzymen, integrases, hele genen te vervangen. Dat is overigens niet voor het eerst.
De CRISPR-methode die nu vooral gebruikt wordt om het genoom te bewerken heeft zo zijn zwakke kantjes. Soms worden er onbedoelde veranderingen aan het DNA aangebracht en het CRISPR-gereedschap (een snijeiwit (meestal een Cas-eiwit), het gids-RNA en de DNA-sequentie) is aan grenzen gebonden. Om dat gereedschap in cellen te krijgen worden vaak, kreupel gemaakte, virussen gebruikt, maar die hebben maar een beperkte ‘laadruimte’.
Owens en collega’s ontwikkelden met behulp van een ‘evolutionair procédé’ een nieuw ‘superactief’ enzym, een serine-integrase, dat grote brokken in het DNA kan invoegen met grote nauwkeurigheid en efficiëntie, verzekeren de onderzoekers. Door zich te richten op ‘hechtingsplaatsen’ met behulp van, bijvoorbeeld, de priemtechniek, kunnen de serine-integrases (ook wel recombinases genoemd) hun invoegwerk doen zonder beide DNA-strengen tegelijk door te hoeven knippen, stellen ze.
Owens: “Het is net of je een plakfunctie voor het menselijk genoom hebt. We gebruiken speciaal aangepaste integrases om gezonde genen op precies de juiste plaats in te voegen zonder het DNA te breken (niet beide strengen tegelijk;as). Deze methode is veel efficiënter (dan de gebruikelijke, neem ik aan; as) met slaagpercentages tot 96% in sommige gevallen. Dat kan leiden tot een efficiëntere en breder inzetbare behandeling van een heel scala aan ziektes.”

Toepassingen

Naast het inzetten voor herstel van ‘foute’ genen zou de techniek ook kunnen worden ingezet voor andere toepassingen. Als, bijvoorbeeld, micro-organismes of andere cellen worden aangepast om een bepaald eiwit met therapeutische mogelijkheden aan te maken, dan wordt het daarvoor benodigde gen meestal eigenlijk maar lukraak in het genoom ingevoegd. Dat hoeft niet de ideale plaats te zijn. Om uit te vinden waar zo’n ingevoegd gen wel goed zit kost maanden werk.
In plaats van een naald in een hooiberg te zoeken zou de oplossing van Owens c.s. de hooiberg omvormen tot een hoop naalden, stellen de onderzoekers. Hun methode (en de integrases) zou dat gen naar precies de juiste plaats brengen.

De onderzoekers gaan nu uitzoeken hoe hun vinding kan worden gebruikt kan worden gebruikt voor het versnellen van de ontwikkeling van biologische stoffen zoals antilichamen. Nu is het nog lastig de juiste cel(lijn) te vinden voor de aanmaak van zo’n stof. Dat zou met deze techniek sneller kunnen, stellen ze.

Bron: Science Daily