CRISPR toegepast op muizen: dodelijke longziekte genezen door controversiële techniek

Met behulp van de genetische knip-en-plakmethode CRISPR, kunnen onderzoekers een dodelijke longziekte voor de geboorte vermijden. Normaal gezien sterft het embryo door de ziekte enkele uren na de geboorte. Het team van het Philidelphia Children's Hospital en Penn Medicine testte de CRISPR-methode op muizen. Deze studie toonde aan dat gene-editing in de toekomst mogelijk zal zijn voor het vroegtijdig behandelen van allerlei chronische ziektes. 

In Cyprus kan je al de kleur ogen van je embryo aanpassen en in China creëerden ze zelfs een genetisch gemodificeerde meisjestweeling. Maar hoever gaan ze nu met deze nieuwe wetenschap? Natuurlijk kan de genbewerkingstechniek ook gebruikt worden voor minder ethisch dubieuze doeleinden, zoals het vermijden van een dodelijke longziekte voor de geboorte. Daar slaagden de onderzoekers van het Philadelphia Children's Hospital en Penn Medicine in, bij een test op muizen.

Wat is CRISPR?

De CRISPR genbewerkingstechniek maakt het mogelijk DNA met ongekende precisie te wijzigen en bepaalde genen uit te schakelen, zoals bijvoorbeeld nodig is bij het veranderen van je oogkleur. De genetische knip-en-plakmethode ontketende een ware revolutie in de biologie: niet alleen biomedici, maar ook neurowetenschappers en plantbiologen gaan er mee aan de slag. Zo wordt er bijvoorbeeld genetisch gemanipuleerd fruit ontworpen. Europa plaatste al enkele ethische kanttekeningen bij de technologie. CRISPR is nog niet toegestaan bij mensen.

Hier wordt de CRISPR-techniek in twee minuten uitgelegd:

 

Longen kritisch bij geboorte

Foetuschirurg William H. Peranteau schreef in het onderzoek: "Het vermogen om een ziekte te genezen of te verlichten in de midden tot late zwangerschap nog vóór de geboorte via gene-editing is zeer opwindend. Zeker als het gaat over ziekten die de longen aantasten, wiens functie net voor de geboorte alsmaar belangrijker wordt." De longaandoeningen die het onderzoeksteam probeert op te lossen, zijn aangeboren chronische longziektes met weinig opties voor therapieën.

Ongeveer 22 procent van alle opnames in kinderziekenhuizen is omwille van chronische longziekten. Vaak zijn deze aandoeningen ook dodelijk. Omdat de longen een orgaan is dat in direct contact staat met de buitenomgeving, is de genetische knip-en-plakmethode CRISPR een perfecte techniek om de chronische ziekte nog voor de geboorte te dwarsbomen.

Nauwkeurig getimed

"We waren niet zeker of dit überhaupt zou kunnen werken", zei mede-oprichter Edward Morrisey, hoogleraar cardiovasculaire geneeskunde aan de Perelman School of Medicine van de Universiteit van Pennsylvania. "De truc was om de genbewerkingsmachines nauwkeurig te richten op de cellen die de luchtwegen van de longen bekleden."

De onderzoekers toonden aan dat het nauwkeurig getimed toedienen van CRISPR gen-editing in de baarmoeder tijdens de ontwikkeling van de foetus, resulteerde in grote veranderingen in de longen van muizen. Dit deden ze bij de muizen net vier dagen voor de geboorte, wat hetzelfde is als het derde trimester van de zwangerschap bij de mens.

Epitheelcellen

De cellen die het meest veranderd waren, zijn de alveolaire epitheelcellen en luchtwegscheidingscellen langs de longluchtwegen. In 2018 deden ze een onderzoek naar deze cellen onder leiding van Morrisey. Epitheelcellen zijn cellen in het weefsel dat organen en andere weefsels bedekt. Inwendige organen zoals de luchtwegen worden hierdoor bekleed. Die cellen zorgen ervoor dat de oppervlaktespanning in de longen vermindert en dat de longen niet bij elke ademhaling instorten. De cellen groeien heel traag terug, maar bijvoorbeeld bij een ongeval herstellen ze zich heel snel om de voering van de longblaasjes te herontwikkelen en de gasuitwisseling van de longen te herstellen.

Tweede experiment

In een tweede experiment testten de onderzoekers prenatale gene-editing op muizen om de ernst van een chronische longziekte te verminderen. Deze veel voorkomende ziekte, die mutaties veroorzaakt, vonden ze in het menselijke SFTPC-gen. Alle onbehandelde muizen die het menselijke gen toegediend kregen stierven enkele uren na de geboorte aan de chronische longziekte. Met de prenatale genbewerking, stierven er nog maar 22 procent van de muizen aan de longziekte.

Op Science Daily valt te lezen dat ze nog verdere studies gaan doen naar het voorkomen van dodelijke longziektes met behulp van genbewerking. "Er worden verschillende technieken voor het bewerken van genen onderzocht, zodat het later mogelijk zal zijn om dit toe te passen op embryos", zei Morrisey. De vraag is hoe ver er wordt gegaan in het bewerken van embryos. Gaat onze wereld er binnen twintig jaar net zo uitzien als in de film Gattaca?

Bekijk hier alvast de trailer:

 

Lees meer