(advertentie)

Dit biedt perspectief om in de toekomst vele aandoeningen die door genetische afwijkingen worden veroorzaakt te genezen

UMC Utrecht-onderzoekers zijn erin geslaagd om in mini-organen in het laboratorium fouten in genen te repareren. Ze hebben dit gedaan met prime editing: een nieuwe CRISPR-Cas9 techniek waarmee je veilig en accuraat DNA in het genoom van cellen kunt aanpassen. “Dit biedt perspectief om in de toekomst vele aandoeningen die door genetische afwijkingen worden veroorzaakt te genezen”, zegt hoofdonderzoeker Sabine Fuchs.

Mini-levers
De onderzoekers gebruikten onder meer leverorganoïden (mini-levers) van een patiënt met de ziekte van Wilson. Doordat deze patiënten koper niet goed kunnen verwerken, stapelt koper op in de lever en wordt het giftig. Ook in het lab sterven mini-levers van zulke patiënten bij blootstelling aan koper. Na genetische reparatie met prime editing bleven de organoïden van patiënten leven en groeien, zelfs in aanwezigheid van koper. Hetzelfde deden ze met darmorganoïden van patiënten met DGAT1, een ziekte waarbij vetten niet goed worden verwerkt en giftig worden. Dankzij genetische correctie konden darmorganoïden van patiënten wel overleven na blootstelling aan vet.

Prime editen
Zeven jaar geleden werd de CRISPR-Cas9 technologie voor het eerst toegepast om genen te knippen en plakken. Hierbij knip je een fout stukje DNA weg en bied je een nieuw, goed, stukje aan dat hopelijk in het DNA wordt ingebouwd. Dit blijkt in de praktijk niet altijd goed te gaan: het is erg foutgevoelig en inefficiënt. Sindsdien werken onderzoekers wereldwijd aan verfijndere methoden. Eén daarvan is base editing. Hiermee worden heel gericht gen-aanpassingen gemaakt. Het nadeel is dat base editing lang niet alle genetische foutjes kan corrigeren.

Prime editing is een nieuwe methode waarmee je in theorie vrijwel alle gendefecten kunt repareren. Sabine legt uit hoe het in grote lijnen werkt. “Bij prime editing wordt DNA niet doormidden geknipt, zoals met de schaar van CRISPR-Cas9, maar wordt een kleine incisie gemaakt in één van beide DNA-strengen. Op die plek wordt een nieuw stukje DNA geschreven door het prime-edit eiwit. Dit nieuwe DNA kan je zelf ontwerpen om zo vrijwel alle mogelijke patiëntmutaties te repareren. Dit nieuwe, gezonde stukje DNA kan vervolgens het foute stukje DNA vervangen, waardoor cellen weer correcte eiwitten kunnen produceren. Omdat het genetische materiaal gecorrigeerd is, zullen ook alle cellen die ontstaan na celdeling gecorrigeerd zijn. Het is dus een blijvende behandeling”

Mini-organen
Met deze recent aan Harvard ontwikkelde techniek wordt nu wereldwijd veel geëxperimenteerd. In cellijnen in het laboratorium was het al gelukt precieze genetische aanpassingen te maken. “Nu zijn we er voor de eerste keer in geslaagd dit ook in organoïden direct afkomstig van cellen van patiënten te doen.” Organoïden zijn levende mini-organen, die in een schaaltje in het laboratorium gemaakt zijn van weefsel van een patiënt, en zo de genetische eigenschappen van deze patiënt dragen. “In deze organoïden zagen we dat we veel verschillende genetische veranderingen konden aanbrengen, veel meer dan mogelijk met bijvoorbeeld base editing. Ook vonden we geen nadelige genetische neveneffecten.”

De resultaten van dit onderzoek zijn een belangrijke stap in de richting van de behandeling van duizenden – tot nu toe onbehandelbare – aandoeningen die door een gendefect worden veroorzaakt. “Nu we weten dat de methode werkt zouden we cellen van zo’n patiënt in het lab kunnen repareren en ze vervolgens teruggeven. Een andere mogelijkheid is om genetische defecten te repareren in het lichaam van patiënten zelf. Natuurlijk is dit toekomstmuziek, maar wij werken hieraan om de vele onbehandelbare aandoeningen te kunnen verhelpen.”

Broertje en zusje
Zo behandelt Sabine een jongetje met PFIC, een ernstige leveraandoening waarbij door een genetische afwijking galzouten niet goed kunnen worden afgevoerd. Omdat er geen goede behandeling is, ontwikkelde hij leverfalen en heeft hij een levertransplantatie ondergaan. Van zijn levercellen zijn in het laboratorium lever-organoïden gemaakt waarin de onderzoekers Imre en Indi nu met prime editing het gendefect proberen te repareren. Het jongetje zelf heeft hier helaas niets aan; hij heeft al een nieuwe lever gekregen. Maar voor zijn kleine zusje – met dezelfde aangeboren afwijking – kan dit misschien wel tot een behandeling leiden.

Sabine: “De volgende stap is om het gereedschap voor gencorrectie in een muismodel voor PFIC te testen. Als dan blijkt dat we op een veilige manier het genetische foutje in de muis veilig en effectief kunnen corrigeren, kunnen we denken aan behandeling van het zusje op een vergelijkbare manier. In dat geval zouden we het genetische gereedschap in vetbolletjes via het bloed naar de lever sturen om daar de eigen levercellen te repareren. Het zal nog jaren duren om aan te tonen dat dit werkt en dat er geen bijwerkingen zijn. Maar we werken hard om op tijd te zijn voor het zusje!”

Nieuwe behandelmogelijkheden
Logischerwijs is Sabine heel gelukkig met dit resultaat. “Ik werk al jaren met kinderen met ernstige stofwisselingsziekten. We weten tegenwoordig vaak precies wat er genetisch mankeert en wat het verloop is van zo’n, meestal ernstige, ziekte. Daarom is het zo frustrerend dat we veel van deze kinderen nog steeds niet goed kunnen behandelen. Met de resultaten van dit onderzoek lijken we nieuwe behandelmogelijkheden te kunnen ontwikkelen.”

Lees hier het onderzoek

 

Aanvullende info ...

Raadpleeg de bron en/of aanbieder voor meer informatie over dit bericht. Nieuws kan veranderen, fouten of onjuistheden omvatten. Lees ook onze disclaimer en rapporteer a.u.b. berichten, reacties en/of beeld die ingaan tegen onze voorwaarden.

Klik op de onderstaande tags voor relevante berichten, indien aanwezig ...

Naam auteur en/of bewerkt door: UMC Utrecht
Fotograaf of fotobureau: : INGImages
Bron bij dit artikel: : UMC Utrecht
Wat is de URL bij deze bron?: https://www.umcutrecht.nl/nieuws/genen-veilig-gerepareerd-in-mini-organen
Originele titel: Genen veilig gerepareerd in mini-organen
Doelgroep: Zorgprofessionals, Studenten
Datum: 2020-10-23

Relevante artikelen ...

Onderzoek preventie hersenziekten krijgt NWO-beurs Wetenschapsfinancier NWO geeft verdeeld over zes beurzen ruim vijf miljoen euro Ruim vijf miljoen euro, verdeeld over zes beurzen, heeft wetenschap... Wetenschap & onderwijs Sun, 06 Jun 2021, 08:00:46
Kunstmatige intelligentie moet uitlegbaar gemaakt worden Subsidie van 800.000 euro van het Gieskes-Strijbis Fonds om kunstmatige intelligentie beter uitlegbaar te maken Op basis van data kan kunstmatige int... Wetenschap & onderwijs Mon, 24 May 2021, 10:23:01
Onderzoek naar scoliose krijgt subsidie Scoliose is een misvorming van de wervelkolom die bij 2 tot 3 procent van de bevolking voorkomt Professor Keita Ito ontvangt een European Research Co... Wetenschap & onderwijs Sun, 25 Apr 2021, 06:40:23
Succesvolle behandeling erfelijke ziekte PH1 PH1 staat voor Primaire Hyperoxalurie type 1, een genetische aandoening die ontstaat doordat in de lever één enzym niet goed functioneert Voor het ee... Wetenschap & onderwijs Sun, 11 Apr 2021, 08:40:39
Reële kans op ernstige ziekten door verborgen genetische defecten Ieder mens krijgt de helft van zijn genen van de moeder, de andere helft van de vader Onderzoekers van het Radboudumc, het Maastricht UMC+ en interna... Wetenschap & onderwijs Fri, 19 Mar 2021, 15:05:08
Minimaal 61 genen spelen bij oogkleur een rol De genetica van oogkleur blijkt ingewikkelder dan gedacht Een kind met bruine ogen van ouders met blauwe ogen? Onmogelijk, dat moet er eentje van de ... Wetenschap & onderwijs Thu, 11 Mar 2021, 11:57:27