Mag ik voor God spelen?

dr. Andrea Bannert werkt sinds 2013 bij De doctor in de biologie en geneeskunde deed aanvankelijk onderzoek in de microbiologie en is de expert van het team op de kleine dingen: bacteriën, virussen, moleculen en genen. Ze werkt ook als freelancer voor Bayerischer Rundfunk en verschillende wetenschappelijke tijdschriften en schrijft fantasyromans en kinderverhalen.

Meer over de experts Alle inhoud van wordt gecontroleerd door medische journalisten.

Voor het eerst is het gelukt om een ​​genetische verandering in menselijke embryo's met succes te herstellen. Maar niet alleen ziekten kunnen met technologie worden genezen. Op deze manier konden ook de oogkleur en andere kenmerken worden bepaald. Zal de designerbaby er binnenkort zijn?

Simon K. * stortte in tijdens het sporten en werd nooit meer wakker. Diagnose: plotselinge hartdood. De jonge, atletische man leed aan wat bekend staat als hypertrofische cardiomyopathie, of kortweg HCM. Bij deze ziekte wordt het hartspierweefsel in de linker hartkamer dikker. De aandoening komt relatief vaak voor. Eén op de 500 mensen wordt getroffen en velen overlijden eraan.

Schaar zoekt leiders

Het bijzondere van HCM: de informatie, de zogenaamde genetische code, wordt slechts op één punt in een heel specifiek gen veranderd. Wetenschappers noemen dit een mutatie. Er zijn ongeveer 10.000 andere erfelijke ziekten die worden veroorzaakt door mutaties die op dezelfde manier worden geïsoleerd. Cystic fibrosis of sikkelcelanemie - twee even levensbedreigende ziekten. Het voor de hand liggende idee is om de ernstige genetische fouten zo vroeg mogelijk te corrigeren.

Tot voor kort een onmogelijke onderneming. Wetenschappers kennen enzymen die DNA kunnen 'knippen', maar deze eiwitmoleculen spreken niet dezelfde taal als genetische informatie. Daarom kunnen ze het defect in het genoom niet opsporen.

Dat veranderde vier jaar geleden met een spectaculaire ontdekking door de twee wetenschappers Jennifer Doudna en Emmanuelle Charpentier. Bij toeval vonden ze in bacteriën een enzym dat DNA-strengen kan doorknippen en als een tolk een klein stukje genetisch materiaal met zich mee kan dragen. Het kan de enorme hoeveelheid data in het DNA lezen en leidt de moleculaire schaar precies waar ze moeten knippen. De wetenschappers noemden het krachtige team "CRISPR / Cas9" - bacteriën hebben het nodig om zich tegen virussen te verdedigen.

Erfelijke ziekte in de kiem gesmoord

Een groep onderzoekers van de Oregon Health and Science University in Portland gebruikte de genschaar om hypertrofische cardiomyopathie heel vroeg in de genetische code - in embryo's - uit te wissen. Het team van Shoukhrat Mitalipov rustte de genenschaar uit met een genetische sequentie die de exacte locatie in het DNA herkent waar de ziekte is geprogrammeerd.

Ze pasten hun nieuwe supertool toe op 58 embryo's, die waren gemaakt van het sperma van een man met HCM en de eicellen van een gezonde vrouw. Dergelijke pogingen zijn mogelijk in de VS. In Duitsland verbiedt de Embryo Protection Act echter het gebruik van menselijke embryo's voor onderzoeksdoeleinden.

Sensationele slagingspercentage

Het Amerikaanse experiment werkte: het 'interpreter'-fragment leidde de Cas9-moleculaire schaar precies naar het gemuteerde DNA-segment en scheidde het uit. Nu konden de eigen herstelmechanismen van de cel het gen herstellen.

Het succes verbaasde zelfs de wetenschappers zelf: de pathogene mutatie verdween in 42 embryo's - een slagingspercentage van 72 procent.

"In celculturen werkte CRISPR / Cas9 echter lange tijd niet zo goed als in levende embryo's", zegt Jun Wu, een van de auteurs van het onderzoek. De onderzoekers vermoeden dat dit komt door de bijzonder goed werkende DNA-reparatiemachines in de vroege embryonale stadia.

Een eerder experiment van Chinese wetenschappers in april 2015 werkte ook beduidend slechter dan het experiment van de Amerikaanse onderzoekers. In tegenstelling tot Mitalipov en zijn team hebben de Chinezen de genenschaar alleen met hun tolk aan de bevruchte eicel toegevoegd - en niet op het moment van bevruchting.

Schaar uit de hand

En de Chinese onderzoekers hadden te kampen met een ander probleem dat het experiment van Mitalipov niet tegenkwam: zogenaamde off-target mutaties. Ze worden beschouwd als het grootste gevaar bij het gebruik van CRISPR / Cas9.

Off-target betekent dat de genenschaar ook op andere plaatsen snijdt dan de gewenste. En niet alles kan door de cel zelf weer goed in elkaar gezet worden. Dan ontstaan ​​er nieuwe mutaties die bijvoorbeeld kanker kunnen veroorzaken.

"We rijden in een auto die we nog aan het bouwen zijn."

Met hun poging hebben Mitalipov en collega's het ethische debat nieuw leven ingeblazen over de vraag of mensen embryo's mogen manipuleren. In Duitsland is tot nu toe alleen de zogenaamde pre-implantatiediagnose toegestaan. Hierbij wordt gekeken naar het genetisch materiaal van embryo's na kunstmatige bevruchting buiten de baarmoeder en worden alleen gezonde embryo's gebruikt, dus embryo's die geen ernstige erfelijke ziekte zoals HCM dragen. En de methode mag helemaal alleen worden toegepast als er een dreiging is van een ernstige erfelijke ziekte.

De CRISPR / Cas9-techniek kan ook die embryo's genezen die tijdens pre-implantatiediagnostiek zouden worden geselecteerd. Theoretisch. Want of het echt beter is, moet nog blijken. De risico's van gen-schaarbehandeling kunnen nog niet definitief worden ingeschat - daar zijn de wetenschappers het over eens. Jacob Corn, directeur van het Genomics Initiative aan de University of California in Berkeley, zei over de CRISPR / Cas9-onderzoeksstatus: "We rijden in een auto die we nog steeds aan het bouwen zijn."

Onbekende gevaren

Elf grote Amerikaanse wetenschappelijke organisaties roepen in het American Journal of Human Genetics op tot "een voorzichtige maar geëngageerde aanpak". Totdat je weet of de voordelen echt opwegen tegen de risico's. De onderzoekers vinden het daarom “momenteel ongepast” om een ​​genetisch gemodificeerd embryo van een vrouw in te brengen en een zwangerschap te bewerkstelligen.

De CRISPR/Cas-embryo's uit het experiment van Mitalipov werden na enkele dagen vernietigd. Op dit moment bestaat het embryo uit een kleine, met vloeistof gevulde celbal, de blastocyst. Wetenschappers definiëren dit embryonale stadium nog niet als menselijk leven. Als de blastocyst zich niet in een baarmoeder nestelt, worden er in het laboratorium 'slechts' embryonale stamcellen van gemaakt.

De vraag wanneer het leven begint kan natuurlijk worden beargumenteerd. In Duitsland mogen embryo's bijvoorbeeld alleen in het zogenaamde pronucleaire stadium en voor kunstmatige bevruchting worden ingevroren en op een bepaald moment worden vernietigd. Bij hen is de kern van de eicel nog niet helemaal versmolten met het sperma. Veel onderzoekers pleiten ervoor dat dergelijke structuren worden gebruikt voor onderzoeksdoelen op hoog niveau.

Designer baby's?

Maar hoe ver kun je gaan in genetisch onderzoek en therapie? CRISPR / Cas9-ontdekker Doudna maakt zich zorgen en zegt: "Ik heb mezelf vaak afgevraagd wat onderzoekers zouden doen met deze technologie, waarvan ik mede verantwoordelijk ben voor het bestaan." Misschien zouden ze een designerbaby creëren die ouders niet alleen over gezondheid beslissen , maar ook haarkleur, oogkleur, intelligentie en karakter bepalen - als zo'n experiment niet vooraf door de wet wordt verhinderd. Het is hoog tijd om te bepalen welke risico's onderzoekers mogen nemen bij het genetisch modificeren van embryo's en welke manipulaties in principe verboden moeten worden.

* Naam gewijzigd door de redactie.

Tags:  geneeskrachtige kruiden huismiddeltjes gezondheid van vrouwen verdovende middelen