artikel afdrukken
bionieuws 2, 02-02-2013

nieuws
Gentherapie met microchirurgie

© bionieuws

Verschillende onderzoeksgroepen hebben een nieuwe techniek voor genetische modificatie bedacht waarmee ze op nauwkeurig bepaalde plaatsen genconstructen kunnen inbouwen in menselijk dna. De techniek is gebaseerd op uit bacteriën afkomstig palindroom-dna en koppelt zogeheten Cas-nucleasen aan gids-rna. De techniek zou mogelijk een revolutie in gentherapie betekenen.

‘Voor moleculaire biologen lijken meerdere dromen opeens binnen handbereik. Je kunt met grote nauwkeurigheid foute genen uitschakelen of op een vooraf bedachte locatie in het dna een ontworpen genconstruct inbouwen’, vertelt de Wageningse microbioloog John van der Oost enthousiast. ‘Een minpuntje voor ons is dat we door de recente publicaties zijn ge-scooped. We waren zelf ook hard op weg naar een vergelijkbaar resultaat met een ander type cas-nuclease. We wisten dat er meerdere groepen op jacht waren. Afgelopen zomer was het nog een theoretische optie. Maar het verbaast me echt dat er al zo snel resultaat is geboekt’, aldus Van der Oost.

De wetenschappelijke wedloop blijkt ook uit het feit dat maar liefst drie Amerikaanse onderzoeksgroepen vergelijkbare resultaten vonden: twee groepen uit Boston publiceren daarover in Science (1 februari) en een groep uit Berkeley in eLife (29 januari online). In een commentaar in eLife rept moleculair bioloog David Segal van UC Davis over een mijlpaal. Van der Oost is al even juichend in zijn Perspective in Science. ‘Het lijkt erop dat we met de Cas-eiwitten een soort Zwitsers zakmes voor de moleculaire biologie in handen hebben’, zegt hij.

Uitgangspunt van de nieuwe techniek zijn de zogeheten Crisprs – Clusters of Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats. Die functioneren in veel bacteriën en archaea als het genetisch geheugen van eerdere virusaanvallen en zorgen voor adaptieve immuniteit. De palindrome elementen – de basevolgorde is in beide richtingen precies hetzelfde – zijn gekoppeld aan dna-fragmenten met een variabele basevolgorde die zijn gespecialiseerd in het herkennen van dna. De Crispr-rna-gidsen zijn gebonden aan eiwitten, de zogenaamde Cas-nucleasen, die het gebonden dna kunnen openknippen. Door deze Cas-nucleases te koppelen aan specifiek gids-rna worden de nucleases geleid naar een zeer specifieke plaats op het te knippen dna. Daar maakt het vervolgens selectief een knip, waardoor het mogelijk is een gen uit te schakelen of een gewenst genconstruct in te brengen (zie schema).

Tekstverwerken
Van der Oost: ‘Met zinkvinger- en TAL effector-nucleasen was dat precisiewerk ook al mogelijk, maar het is veel meer werk om de specificiteit voor een ander gen aan te passen. In geval van de Cas-nucleasen is dat slechts een kwestie van een stukje rna ontwerpen dat het gewenste dna-fragment herkent. In essentie kun je zodoende bijna tekstverwerken in een genoom met een snelle, efficiënte en schaalbare techniek, waarmee je zo al je gekloneerde genconstructen kunt transformeren.’ De Amerikaanse onderzoeksgroepen hebben bovendien aangetoond dat de techniek werkt in cellen van zowel muizen als mensen, vervolgt hij. ‘Als je dit goed weet te combineren met stamceltechnologie, krijg je in het lab een soort lopendebandproductie voor gentherapie.’