Wat als je een mogelijk fatale genmutatie uit het DNA van je kind zou kunnen verwijderen nog voordat de baby wordt geboren? Wetenschappers hebben onlangs een grote stap vooruit gezet om dat mogelijk te maken. Maar de kans dat deze techniek op verzet gaat stuiten is net zo groot als de kans dat er levens mee kunnen worden gered.
Onderzoekers in de VS hebben voor het eerst genbewerking toegepast op menselijke embryo's. Ze gebruikten een ‘genetische schaar’, genaamd CRISPR-Cas9, zoals ze vandaag beschrijven in het tijdschrift Nature, om 42 embryo's te ontdoen van een mutatie die hypertrofische cardiomyopathie veroorzaakt, een veelvoorkomende erfelijke hartaandoening.
Als de term CRISPR je bekend voorkomt, kan dat kloppen: sinds de methode werd geïntroduceerd stond deze centraal in een verhit debat over de ethiek van genbewerking.
Wetenschappers die de techniek nader willen onderzoeken zien het als een positieve ontwikkeling, waardoor mensen ooit de mogelijkheid krijgen om te voorkomen dat erfelijke ziektes worden doorgegeven. De methode zou ook het aantal embryo’s kunnen verminderen dat tijdens vruchtbaarheidsbehandelingen wordt verwijderd vanwege zorgwekkende genetische mutaties.
Maar tegenstanders brengen daar tegenin dat het, bij de vraag of een procedure ethisch is, niet alleen gaat om veiligheid, of zelfs om doelmatigheid.
“De onderzoekers gaan veel te ver,” stelt George Annas, directeur van het Center for Health Law, Ethics & Human Rights van de Boston University School of Public Health, die vindt dat wetenschappers de genen van menselijke embryo's niet zouden moeten bewerken voor welk doel dan ook. “Ze willen de natuur beheersen, maar ze kunnen zichzelf niet beheersen.”
Harten genezen
Volgens de Centers for Disease Control and Prevention – de Amerikaanse tegenhanger van de GGD – komt hypertrofische cardiomyopathie voor bij een op de vijfhonderd mensen. Bij die aandoening is sprake van een verdikking van de hartspier, en kan er een plotselinge hartaanval optreden.
Voor de aandoening is maar één genmutatie nodig en je kunt de afwijking al krijgen als slechts een van je ouders het gemuteerde gen heeft. Als je zelf drager bent, is er een kans van vijftig procent dat je de mutatie doorgeeft aan je kinderen.
Voor hun onderzoek richtten Shoukhrat Mitalipov, hoofdonderzoeker bij het Oregon Health and Science University’s Center for Embryonic Cell and Gene Therapy, en zijn collega's zich op de genetische mutaties waardoor de meeste gevallen van hypertrofische cardiomyopathie ontstaan.
Eerst lieten ze 58 embryo’s ontstaan uit het sperma van een donor met de mutatie en de eicel van een vrouw zonder de mutatie. Vervolgens knipten ze met behulp van CRISPR de mutatie uit het gen. Bij deze methode voor genbewerking wordt een enzym genaamd Cas-9 naar een gewenste positie op het DNA geleid, en wordt de molecuul op precies die plek afgeknipt. Als alles goed gaat, repareert het DNA zichzelf en verdwijnt de mutatie.
De techniek slaagt niet altijd. In eerdere onderzoeken ontwikkelden embryo’s die met CRISPR waren bewerkt mozaïcisme, een aandoening waarbij sommige cellen de ongewenste mutatie hebben en andere niet.
Daarom ontwikkelden de onderzoekers een nieuwe methode: ze injecteerden het sperma en CRISPR gelijktijdig in de eicel, en wachtten niet eerst de bevruchting af om de genen te bewerken. Naar hun zeggen kwam dit keer geen mozaïcisme voor.
Uiteindelijk was het team in staat bij zo'n zeventig procent van de embryo’s de genmutatie te repareren. Uit het onderzoek bleek dat er geen ongewenste veranderingen elders op het bewerkte DNA waren opgetreden.
Het team liet de bevruchte cellen uitgroeien tot blastocysten. In die fase worden tijdens vruchtbaarheidsbehandelingen de embryo’s meestal bij de moeder geïmplanteerd. Ze ontwikkelden zich normaal, aldus de onderzoekers. Vervolgens werden de embryo’s vernietigd.
Wetenschap in beweging
“Natuurlijk is er meer onderzoek en meer discussie over de ethische kant nodig voordat we dit in een klinische omgeving gaan testen,” zei Paula Amato, een van de onderzoekers en adjunct associate professor voor verloskunde en gynaecologie aan de Oregon Health & Science University tijdens een persbijeenkomst op 1 augustus.
Eerder dit jaar vroegen de National Academy of Sciences en de National Academy of Medicine – Amerikaanse instanties die te vergelijken zijn met de KNAW - een internationale commissie van wetenschappers en ethici om een standpunt in te nemen over de voordelen en risico's van het bewerken van menselijke genen.
Het advies van het panel luidde dat wetenschappers zich, als het gaat om de menselijke kiembaan – genen die van generatie op generatie worden doorgegeven –, zouden moeten onthouden van het bewerken van genen, tenzij het doel is om een ziekte of een aandoening te behandelen of te voorkomen. Het rapport stelde ook dat er een diepgaander publiek debat zou moeten plaatsvinden voordat dergelijke experimenten worden gehouden.
In de Verenigde Staten is er op het moment een verbod op het gebruik van belastinggeld voor onderzoek waarbij menselijke embryo’s worden vernietigd.
De onderzoekers maakten in dit geval voor hun baanbrekende werk gebruik van financiering door instituten en uit private fondsen. Als het team niet in het gewenste tempo door kan gaan in de VS, overwegen de onderzoekers om hun onderzoek naar andere landen te verplaatsen.
Hoewel de preventie van ziekten door genbewerking nog toekomstmuziek lijkt, moeten mensen dit soort onderzoek goed in de gaten houden, aldus Sakthivel Sadayappan, directeur van de hartafdeling van het Heart, Lung and Vascular Institute van de University of Cincinnati.
“Dit is opwindend,” zegt Sadayappan, die niet bij het nieuwe CRISPR-onderzoek betrokken was. “Dit is de toekomst.”
De kleine omvang van het experiment laat zeker te wensen over. Maar volgens Sadayappan is het de moeite waard om het onderzoek uit te voeren en te ondersteunen. “Natuurlijk zijn er problemen bij haalbaarheidsonderzoeken,” stelt hij. “Maar dit is de enige manier waarop de wetenschap vooruit kan komen.”
Voor Sadayappan, die onderzoek doet naar hypertrofische cardiomyopathie, staat er veel op het spel. Voor patiënten die de mutatie van hun beide ouders hebben geërfd “is deze technologie de enige optie als ze kinderen willen,” stelt hij.
Discussie over de toekomst
Het is nu al mogelijk om embryo’s met behulp van zogenaamde pre-implantatie genetische diagnostiek te screenen op genetische afwijkingen tijdens een ivf-behandeling. De onderzoekers denken dat hun CRISPR-methode uiteindelijk ook kan worden toegepast bij genmutaties die andere aandoeningen veroorzaken, zoals taaislijmziekte.
De onderzoekers schrijven in hun artikel dat hun methode mogelijk ooit “de redding zal zijn voor gemuteerde embryo's, het aantal beschikbare embryo's voor implantatie kan laten stijgen en uiteindelijk het aantal zwangerschappen kan vergroten.”
“Dat is gewoon onzin,” stelt Annas. “Ze geven zelf al toe dat je, om te voorkomen dat je een baby krijgt met [de mutatie], ook gewoon de embryo's met de mutatie niet kunt implanteren.”
Mitalipov is het daar niet mee eens: “Het is moreel niet juist om de helft van de embryo's weg te gooien,” zegt hij tegen National Geographic. “We moeten proactiever optreden.”
Annas stelt dat het hoe dan ook tijd is om het gesprek over de regulering van CRISPR in de VS weer op te pakken. “Ik vermoed dat de regelgevers dit verschrikkelijk vinden.”
Maar Mitalipov ziet het debat als een kans om de wereld op de hoogte te stellen van de mogelijkheden van de techniek. En als wetenschapper die ook apenembryo's kloonde en zelfs menselijke embryo's kloonde om stamcellen te maken weet hij precies hoe hij olie op het vuur van het publieke debat moet gooien.
“We verleggen de grenzen,” zegt hij.
