Met de CRISPR-techniek kunnen wetenschappers erfelijke aandoeningen wissen uit de genen van menselijke embryo’s. Roeien we straks alle genetische ziektes uit? En hoe bezorgd moeten we zijn over de ethische implicaties?
De genetische “knutselmethode”, CRISPR-Cas9, is korte tijd geëvolueerd van veelbelovend naar effectief werkend. Met CRISPR kunnen onderzoekers cellen en genomen modificeren aan een fractie van de kostprijs (tijd en geld) van voorafgaande technieken.
De technologie, die je kan vergelijken met een moleculaire schaar die DNA knipt en plakt, is een natuurlijk verdedigingssysteem dat bacteriën gebruiken tegen schadelijke infecties. Hun systeem bezit de vaardigheid om vijandig virus-DNA te herkennen, te verknippen en vervolgens te integreren in het eigen genoom. Die operatie maakt de bacterie immuun tegen toekomstige infecties door virussen met een gelijkaardig DNA. Deze vaardigheid inspireerde wetenschappers om een techniek te ontwikkelen die specifieke DNA-regio’s herkent en modificeert.
Strikte wetgeving
Wanneer deze technologie wordt toegepast bij geslachtscellen – zaad- en eicellen – of embryo’s, dan verandert het erfelijke eigenschappen. Elke genetische aanpassing is blijvend en wordt doorgegeven aan volgende generaties. Dat maakt het ethisch complex, maar er zijn tegelijk zeer strikte regelgevingen voor genoombewerking in menselijke geslachtscellen en embryo’s – dit is eigenlijk zelfs zo goed als illegaal.
Het Verenigd Koninkrijk ontving in 2016 een toelating om CRISPR toe te passen op menselijke embryo’s (in een zeer vroeg stadium, tot enkele dagen oud) voor onderzoeksdoeleinden. Maar bewerkte embryo’s mogen nergens ter wereld in de baarmoeder worden ingebracht om te ontwikkelen tot een foetus.
Genetische modificatie van geslachtscellen kwam wereldwijd in het nieuws toen Chinese wetenschappers in 2015 aankondigden dat ze de CRISPR-techniek hadden gebruikt om niet levensvatbare menselijke embryo’s te modificeren. Ze deden dit om het gen dat verantwoordelijk is voor een erfelijke bloedziekte (β-thalassaemia) uit te schakelen. Hoewel het onderzoek succesvol was, ontving het heel veel kritiek omwille van het gebruik van menselijke embryo’s. De studieresultaten toonden ook een hoog aantal van mogelijk gevaarlijke, onbedoelde, genetische mutaties.
Indrukwekkende resultaten
De nieuwe studie die deze week in Nature verscheen, is anders dan het Chinese onderzoek omdat hij is uitgevoerd met levensvatbare embryo’s en aantoont dat de genetische modificatie veilig kan worden toegepast – zonder onbedoelde, schadelijke mutaties. Het onderzoeksteam gebruikte CRISPR om een mutatie in het gen MYBPC3 aan te passen, dat voor veertig procent verantwoordelijk is voor de hartaandoening hypertrofische obstructieve cardiomyopathie. De ziekte is dominant, dus iemand hoeft slechts één kopie van het gen te erven om de ziekte te ontwikkelen.
De onderzoekers gebruikten zaadcellen van een patiënt met een kopie van de MYBPC3 mutatie om 54 embryo’s te maken. Ze modificeerden ze met CRISPR-Cas9 om de mutatie te corrigeren – ze “herstelden” dus de erfelijke fout. Zonder genetische modificatie zou ongeveer de helft van de embryo’s het normale gen uit de zaadcel erven, de andere helft het beschadigde gen.
De wetenschappers hopen natuurlijk dat de genetische modificatie honderd procent gezonde embryo’s oplevert. In een eerste ronde experimenten was dat 66,7 procent – 36 van de 54. Van de andere 18 embryo’s waren er 5 niet gewijzigd, in de rest bleek slechts een deel van de cellen gemodificeerd.
De mate van efficiëntie is beïnvloed door het type CRISPR-materiaal dat gebruikt is en, zeer belangrijk, het tijdstip waarbij het in het embryo is aangebracht. De onderzoekers probeerden daarom om de zaadcellen en de CRISPR-Cas9-machinerie tegelijk in de eicel te injecteren, wat betere resultaten opleverde. Ze deden dit bij 75 menselijke embryo’s aan de hand van een veelgebruikte in-vitrofertilisatie -techniek. Dit keer bleken 72,4 procent van de embryo’s normaal. Deze aanpak verminderde ook het aantal embryo’s dat slechts gedeeltelijk gemodificeerde cellen bevat.
In een laatste experiment injecteerden de wetenschappers het CRISPR-Cas9-complex in 22 embryo’s die al gegroeid waren naar blastocyste – een later stadium in de embryonale ontwikkeling. Deze werden gesequeneerd en de onderzoekers ontdekten dat de techniek inderdaad zijn werk had gedaan. Nog belangrijker is dat ze aantoonden dat de graad van onbedoelde mutaties enorm laag is.
En nu, designerbaby’s?
Betekent dit resultaat dat we nu eindelijk een middel hebben om erfelijke aandoeningen uit te roeien? Het is belangrijk om te beseffen dat de studie geen honderd procent succes had. Zelfs de onderzoekers benadrukken dat er meer onderzoek nodig is om het potentieel en de beperkingen van deze techniek te begrijpen.
Het is onwaarschijnlijk dat genetische modificatie binnenkort gebruikt wordt om genetische aandoeningen te voorkomen. We weten nog steeds niet zeker hoe een kind met een genetisch gemodificeerd genoom zich zal ontwikkelen over de tijdspanne van een gans leven. Het is daarom onwaarschijnlijk dat koppels die een genetische aandoening in zich dragen, genetische modificatie zullen verkiezen boven de nu al beschikbare genetische tests waarbij embryo’s of de foetus getest worden op genetische afwijkingen.
Heel wat mensen maken zich zorgen over waar de grens wordt getrokken tussen het herstellen en verbeteren van menselijke embryo’s. Is het aanvaardbaar om een embryo van twee abnormaal kleine ouders aan te passen om hun kind wel tot volle lengte te laten ontwikkelen? Of spreken we dan van een designerbaby – wat nog weinig te maken heeft met geneeskunde? De grens kan vervagen.
Heel wat landen debatteren over de klinische, ethische en sociale betekenis van genetisch gemodificeerde menselijke embryo’s. Het is goed mogelijk dat bepaalde landen genetische aanpassing van geslachtscellen nooit zullen toelaten omwille van ethische bezorgdheden. En zelfs als bepaalde landen hun wetgeving wijzigen naar een toelating om het genoom van embryo’s te wijzigen, zal die altijd beperkt zijn tot medische toepassingen.
Dat betekent niet dat we geen publiek debat moeten voeren over de ethische gevolgen – het is zelfs zeer belangrijk dat we dat doen. Maar het is ook belangrijk om deze indrukwekkende wetenschappelijk sprong voorwaarts te vieren. Een sprong die het - op een dag - misschien mogelijk maakt om erfelijke aandoeningen te voorkomen.
