De krachtige genbewerkingstechnologie CRISPR is een kleine stap dichter bij de behandeling van een menselijke ziekte.
Onderzoekers onder leiding van Eric Olsen, professor moleculaire biologie aan het Southwestern Medical Center van de Universiteit van Texas (Verenigde Staten) rapporteerden in een nieuw artikel gepubliceerd in ‘Science’ dat hij en zijn team succesvol gebruik maakten van CRISPR om genetische defecten die verantwoordelijk zijn voor Duchenne spierdystrofie, te corrigeren bij vier Beagles met het gen dat de ziekte veroorzaakt. Het is het eerste gebruik van CRISPR om spierdystrofie te behandelen in een groot dier. (Voorafgaande studies hebben de technologie getest op knaagdieren.) In wisselende graden zette de genetische therapie de met de ziekte gepaard gaande spieraftakeling stop.
Duchenne wordt veroorzaakt door mutaties in het dystrofinegen, dat codeert voor een eiwit dat essentieel is voor een normale spierfunctie. Mensen die geboren worden met de ziekte zijn vaak uiteindelijk gebonden aan een rolstoel aangezien hun spieren blijven verzwakken, en in latere stadia hebben velen ademhalingsondersteuning nodig omdat hun middenrifspieren niet meer werken. Uiteindelijk ontwikkelen ze hart– en ademhalingsfalen.
Olson en zijn team ‘herstelden’ het gemuteerde dystrofinegen in vier honden door een schadelijke sectie van het gen af te splitsen door middel van CRISPR. De genbewerkende technologie, ontdekt in 2012, kan stukjes DNA in precieze locaties uitsnijden (en mogelijks ook nieuwe DNA introduceren). In het geval van Duchenne, zegt Olson, zorgt het simpel wegsnijden van een deel van het gemuteerde dystrofinegen ervoor dat het gen voldoende aanmaakt van het goede eiwit dat de spieren nodig hebben om te functioneren.
Olson heeft twee verschillende methodes geprobeerd om de CRISPR moleculaire scharen in te spuiten. Bij twee honden heeft hij de CRISPR-technologie direct in de spieren ingespoten. Bij twee andere honden heeft hij dezelfde CRISPR-technologie in de bloedstroom geïnjecteerd, zodat het in meer delen van het lichaam kon doordringen en een breder effect kon hebben op de verschillende types van spieren van de ledematen tot het hart en het middenrif. Omdat Duchenne vooral het hart- en ademhalingssysteem aantast, laadde hij ook het knippende CRISPR-complex in een moleculair voertuig, een koud virus dat gemodificeerd was om DNA uit te zoeken en te splitsen in die specifieke spiercellen.
“Ik was ronduit uitbundig over de resultaten,” zegt Olson. “Het was verbazingwekkend.’
In de honden die de systemische inspuitingen (in het hele lichaam) hadden ontvangen, stelde hij vast dat spiercellen in verschillende delen van hun lichaam, inclusief het hart en middenrif, gezond dystrofine-eiwit aan het aanmaken waren op 3 tot 90 % van het normale niveau acht weken na de injectie. Olson zegt dat experten op het gebied van spierdystrofie geloven dat als het dystrofineniveau bij mensen met de aandoening tot 15% van het normale zou stijgen, dit een indrukwekkend verschil zou maken in hun leven en hun mogelijkheid om te functioneren. De honden die de CRISPR-injecties direct in hun spieren kregen, toonden ook hogere niveaus van dystrofineproductie, maar enkel in die specifieke spieren. Omdat Duchenne diepgelegen organen zoals het hart en het ademhalingssysteem aantast, is het verkieslijk om een manier te vinden om de CRISPR meer verspreid en zonder herhaalde en meervoudige injecties toe te dienen, zegt Olson.
De idee is dat CRISPR de mutatie in de spiercellen werkelijk zal verwijderen en de getroffen honden zal terugbrengen naar een bijna normale staat. Tot dusver blijven de dieren na acht weken hogere hoeveelheden van dystrofine aanmaken.
De studie is de laatste in een veelbelovende reeks van resultaten in de toepassing van CRISPR om menselijke ziekten te behandelen. Onderzoekers hebben de genbewerkende technologie ook succesvol gebruikt om HIV te splitsen zowel in het labo in geïnfecteerde mensencellen als in levende muizen en ratten, en ze zijn dicht bij het begin van trials op bloedziektes zoals beta-thalassemie en sikkelcelanemie. Wetenschappers hebben zelfs een genetisch hartdefect in embryos (die niet verder mochten ontwikkelen of geïmplanteerd worden om ethische redenen) in een lab gecorrigeerd. Hoewel er serieuze vragen blijven bestaan over de veiligheid van de op CRISPR gebaseerde therapieën – sommige studies, bijvoorbeeld, onthulden grotere bijwerkingen dan verwacht wegens overijverig snijden in het DNA – blijven zowel academische als commerciële onderzoekers zeer overtuigd om CRISPR als een nieuw middel in de aanpak van genetische ziektes zoals Duchenne verder te onderzoeken.
Olson is aangemoedigd door de resultaten, zelfs al kwamen ze enkel van een aantal honden. Ze zorgen voor enige geruststelling dat Duchenne, dat regelmatig wordt gediagnosticeerd vóór men de symptomen van spierzwakte begint te merken, gestopt zou kunnen worden voordat belangrijke skelet-, hart- en ademhalingspieren onherroepelijk worden beschadigd. Een op CRISPR gebaseerde therapie, zegt hij, kan het meest effectief zijn bij jonge mensen die recent gediagnosticeerd werden met de ziekte, zodat wordt voorkomen dat ze ooit de symptomen van Duchenne ervaren.
Zelfs mensen in een verdergevorderd stadium kunnen voordeel hebben, denkt Olson, zolang er nog enige spieren over zijn om een bepaald functieniveau te behouden, of dat nu het bewegen is van armen of benen of ervoor zorgen dat het hart nog functioneert. “Ik geloof absoluut dat in welk stadium ook we met deze therapie beginnen, het de progressie van de ziekte zal stoppen of vertragen vanaf dat punt,” zegt hij.
Evenwel moeten er eerst nog meer studies bij grotere dieren zoals honden gebeuren. Olson plant een studie op langere termijn om te zien hoelang de CRISPR cellen in de honden blijven en hoe veilig de therapie is.
De hoop is dat als al deze dierenstudies en trials op mensen bewijzen dat deze techniek veilig en effectief is, CRISPR potentieel kan leiden tot een geneesmiddel voor Duchenne, zegt Olson. “We gaan voor een genezing, niet een behandeling,” zegt hij. “Alle andere therapieën voor Duchenne spierdystrofie hebben tot dusver de symptomen en gevolgen van de ziekte behandeld. Dit gaat rechtstreeks naar de wortel van de genetische mutatie.
Bron: www.time.com – 30 augustus 2018 – Vertaling: Jori Cornand, vrijwilliger bij Spierziekten Vlaanderen
Bedenkingen
Hoe opwindend deze onderzoeksresultaten ook mogen lijken, het is toch belangrijk dit onderzoek met de nodige voorzichtigheid te interpreteren. Daar zijn verschillende goede redenen voor. Lees meer op de website van Duchenne Parent Project vzw.
