Een hulpmiddel voor het bewerken van genen dat bekend staat als CRISPR, wordt beschouwd als een doorbraak in de technologie die wetenschappers gebruiken in het laboratorium. Maar het is ook een mogelijke strategie voor de behandeling van talrijke genetische ziekten, waaronder de ziekte van Huntington. Een reeks recente onderzoeken heeft echter gesuggereerd dat CRISPR minder nauwkeurig is dan eerder werd gedacht. Het leidt tot onbedoelde veranderingen in het genoom. Drie onafhankelijke onderzoeken die elk een enkel gen probeerden te bewerken, hebben aangetoond dat ook andere delen van het DNA onverwachts zijn veranderd.

Deze onderzoeken worden gepresenteerd in een niet-afgerond online formaat en het wetenschappelijke proces van collegiale testing (peer review) voordat ze officieel worden gepubliceerd, is nog bezig. Dit betekent dat er in deze manuscripten nog steeds onopgemerkte fouten kunnen staan. Aangezien deze onafhankelijke en parallelle studies echter allemaal de bevinding bevestigen dat de CRISPR-technologie onbedoelde effecten kan hebben, is er al wetenschappelijke media-aandacht voor de resultaten. Hoewel CRISPR nog steeds veelbelovend is als onderzoeksinstrument, lijkt het er nog lang niet op dat het geschikt is om als medicijn te worden gebruikt.

CRISPR kan worden gebruikt om permanente veranderingen in ons DNA aan te brengen

Het CRISPR-systeem werd voor het eerst ontdekt als een immuunsysteem dat door bacteriën wordt gebruikt om zichzelf te verdedigen tegen virussen en andere indringers. Het hakt vreemd genetisch materiaal in stukken. De CRISPR-machine bestaat uit twee componenten: een speciaal stukje genetische boodschap, een gids-RNA, dat het DNA van de indringer opspoort en ernaar wijst en een enzym dat het DNA kan doorknippen om het te vernietigen. Bekijk dit eerdere HDBuzz-artikel voor een gedetailleerde uitleg over hoe CRISPR werkt en de uitdagingen waarmee de onderzoekers die het verkennen worden geconfronteerd.

Wetenschappers kunnen het systeem manipuleren door het gids-RNA te veranderen in een doelsequentie en kunnen dan het CRISPR-systeem gebruiken om bewerkingen uit te voeren op precieze delen van het genoom. Deze bewerkingen leiden tot permanente veranderingen in dat genoom en zullen van de ene generatie op de volgende worden doorgegeven. Sinds de ontdekking ervan eind jaren 2000, hebben wetenschappers allerlei ideeën en toepassingen voor CRISPR bedacht. Zou het bijvoorbeeld mogelijk kunnen zijn om de ZvH-genexpansie in embryo’s uit te schakelen? Deze ideeën zijn niet onomstreden gezien de ethische dilemma’s rond genetische manipulatie van mensen of andere soorten. CRISPR haalde de krantenkoppen in 2018 toen de CRISPR-experimenten van de malafide wetenschapper He Jiankui aan de Southern University of Science and Technology in China resulteerden in de geboorte van tweelingmeisjes waarvan het genoom werd aangepast.

Een niet zo perfect systeem

“CRISPR-genenbewerking kan leiden tot zeer grote en onbedoelde veranderingen in andere delen van het genoom ”

De drie recente onderzoeken zijn uitgevoerd door wetenschappers van het Francis Crick Institute in Londen, Columbia University in New York City en Oregon Health & Science University in Portland. Elk team van wetenschappers gebruikte CRISPR om verschillende ingrepen uit te voeren in voor onderzoek geschonken menselijke embryo’s. De drie experimenten waren gericht op genen die betrokken zijn bij de ontwikkeling van de foetus, blindheid en hartproblemen. Uit alle onderzoeken bleek dat CRISPR-genenbewerking kan leiden tot zeer grote en onbedoelde veranderingen in andere delen van het genoom, inclusief grote verwijderingen en herschikkingen in regio’s dicht bij het doelgen. Dit is slecht omdat onze DNA-code een zeer nauwkeurige reeks instructies is, die kunnen worden beschouwd als een kookrecept. Als je de stappen in een recept zou herschikken of een aantal ingrediënten zou verwijderen, zou het resultaat niet goed zijn!

Deze onbedoelde effecten zijn te wijten aan problemen bij het repareren van het DNA, hoewel er geen consensus bestaat onder de studies over hoe dat dan gebeurt. Een ding waar alle wetenschappers het wel over eens zijn, is dat dit iedereen aan het nadenken moet zetten wanneer men overweegt om CRISPR te gebruiken voor genoombewerking, aangezien de technologie niet zo verfijnd is als eerder werd gedacht.

Hoe ziet de toekomst eruit voor CRISPR en huntington?

Het permanente karakter van op CRISPR gebaseerde therapieën voor genetische ziekten zoals de ZvH is zowel aantrekkelijk als ontmoedigend. In theorie zou CRISPR kunnen worden gebruikt om onomkeerbaar enkele CAG-herhalingen in het geëxpandeerde ZvH-gen in een embryo te verwijderen. Op die manier zou de persoon die uit dat embryo groeit, geen huntington hebben en zijn/haar kinderen ook niet. De permanente aard van bewerkingen die door de CRISPR-technologie worden aangebracht, betekent dat onbedoelde gevolgen niet alleen het individu zouden treffen, maar ook van de ene generatie op de volgende zouden worden doorgegeven. Wetenschappers willen de technologie voor dit soort gentherapieën pas uitrollen als ze er absoluut zeker van zijn dat het veilig is en werkt zoals gepland.

Het goede nieuws is dat deze recente ontdekkingen wetenschappers hebben gewezen op de beperkingen van CRISPR-technologie. Dit zal hen er geenszins van weerhouden om groots te dromen over hoe CRISPR in de toekomst nuttig zou kunnen zijn, maar de gemeenschap zal hier voorzichtiger moeten mee omgaan. Wetenschappers zullen nu overwegen hoe de technologie het beste kan worden verbeterd om dit soort problemen te voorkomen en hoe ze in de toekomst CRISPR als een veilige therapie voor verschillende genetische ziekten kunnen gebruiken.