Het belang van honden met Duchenne voor onderzoek
Wetenschappers zijn er voor het eerst in geslaagd om de CRISPR-techniek toe te passen op honden die lijden aan Duchenne. Bij verschillende hondenrassen komt een zeer gelijkende vorm van Duchenne voor als bij mensen. Honden zijn belangrijkere proefdieren dan bv muizen, omdat ze niet alleen van grootte veel vergelijkbaarder zijn met kinderen, maar men kan bij hen ook veel beter het fysiologisch effect van een grotere hoeveelheid dystrofine meten. Bij muizen zijn de fysieke effecten veel minder duidelijk en bovendien hebben zij ook een heel ander metabolisme en een hogere tolerantie.
CRISPR-Cas9 gentechniek: slimme DNA scharen
De CRISPR-techniek is in staat als een schaar welbepaalde stukjes DNA weg te knippen en eventueel te repareren. Men brengt deze moleculaire scharen (cas-9), samen met een ‘RNA-gids molecule’ die de schaar toont waar ze moet knippen, via een ongevaarlijk virus in.
De onderzoekers injecteerden een virus met CRISPR en zijn RNA-gids in de skeletspier en het hartweefsel van de één maand oude puppy’s met de DMD-mutatie. De geselecteerde honden bezaten alle vier de meest voorkomende mutatie zoals die bij 13% van de menselijke Duchenne patiënten voorkomt. Met een enkele strategische knip in de bewuste DNA stukken kon het foutieve DNA in skelet -en hartspieren hersteld worden.
De resultaten
Binnen de eerste twee maanden van de behandeling zag men de dystrofine niveaus stijgen. In de skeletspieren stegen de dystrofine niveaus, afhankelijk van het soort spier en van de toegediende dosis, tussen de drie procent en de negentig procent ten opzichte van het normale niveau. In de hartspier, wat uiteraard één van de belangrijkste doelwitten is van dergelijke therapieën, steeg het dystrofine niveau zelf tot hoogtes van tweeënnegentig procent van het normale niveau. Deze cijfers zijn opmerkelijk omdat men vermoedt dat er stijgingen van minstens vijftien procent nodig zijn om fysiologisch effect te kunnen verwachten. De onderzoekers, die hun onderzoek in het wetenschappelijk tijdschrift Science publiceerden, vertelden dat ze geen onbedoelde veranderingen in andere regio’s van het genoom opmerkten. Er waren tot nu toe ook geen onverwachte bijwerkingen.
Bedenkingen
Hoe opwindend deze onderzoeksresultaten ook mogen lijken, het is toch belangrijk dit onderzoek met de nodige voorzichtigheid te interpreteren. Daar zijn verschillende goede redenen voor.
Ten eerste gaat het hier om een vooronderzoek dat vooral moest bewijzen dat het concept kan werken. Het aantal proefdieren, slechts vier honden, is echter veel te klein om statistisch betrouwbare resultaten te leveren. Denk maar aan de grote verschillen in ziekteverloop bij Duchenne patiënten, zelfs met eenzelfde mutatie.
Ten tweede heeft men bij dit onderzoek enkel gekeken naar de vorming en de niveaus van het dystrofine eiwit zelf, zonder fysiologische verbeteringen in kaart te brengen. Alhoewel men zou verwachten dat een stijging van het dystrofine niveau zou leiden tot fysiologische verbeteringen, staat dit toch niet met zekerheid vast en moet dit apart aangetoond worden.
Ten derde heeft men nog maar resultaten van een zeer korte termijn studie. Om de veiligheid te kunnen inschatten heeft men niet alleen veel meer proefdieren nodig, maar moet men ook nagaan of er geen langere termijneffecten zijn. Bij deze techniek zijn er de laatste tijd ernstige bezorgdheden gerezen rond veiligheid omdat er mogelijk toch veel meer ongewenste knippen gebeuren in stukken van het DNA waar dit niet de bedoeling is. Dit zou kunnen leiden tot ongewenste effecten (per ongeluk uitschakelen van belangrijke genen) en zelfs het veroorzaken van kanker.
Bovendien is er geweten dat het Cas9 -eiwit lang aanwezig blijft in de cellen. Het kan dus langere tijd zorgen voor knippen in het DNA, mogelijk ook op verkeerde plaatsen, maar dit maakt ook dat het immuunsysteem het daardoor gemakkelijker zou kunnen gaan aanvallen.
De wetenschappers die dit onderzoek voeren hebben geen foutieve knippen opgemerkt, maar ze focussen uiteraard waarschijnlijk vooral op het doelgebied en minder daarbuiten. Bij andere studies die specifiek opzoek gingen naar de foutenmarge van de CRISPR-techniek, vond men fouten in 20 procent van de cellen! Daarvoor moest men echter veel grotere stukken van het genoom onder de loep nemen.
Ten vierde is er een analoog probleem als met de klassieke gentherapie, waarvan momenteel de eerste studies met kinderen lopen (zie eerdere berichtgeving). Ook hier weet men niet hoe lang het effect zal blijven bestaan. Er zullen dus wellicht vervolgbehandelingen moeten worden toegediend. De virussen die het CRISPR-CAS9 systeem echter afleveren in de cel zijn dezelfde als bij de klassieke gentherapie. Men heeft meer dan 20 jaar achter deze perfecte en onschadelijke virussen moeten zoeken. Een tweede dosis met ditzelfde soort virus toedienen is echter alsnog onmogelijk omdat men immuun wordt aan dit virus na de eerste dosis. Ook zijn er reeds mensen die al op natuurlijke wijze immuun zijn aan deze virussen.
Persoonlijke conclusie
De CRISPR-techniek is een nog relatief jonge techniek die veel potentieel vertoont, maar waar nog veel hindernissen zullen moeten overwonnen worden. Deze onderzoeken en resultaten zijn opwindende eerste stappen naar een mogelijke behandeling voor Duchenne, maar er zullen wellicht nog vele jaren onderzoek nodig zijn vooraleer we de techniek zo geperfectioneerd krijgen dat het veilig genoeg zal zijn om op mensen te testen. Onderzoek van deze techniek is zeker waardevol en onder andere PPMD heeft hier investeringen in gepland. Er wordt ook geen volledige genezing verwacht maar eerder een evolutie naar een Becker-achtig ziektepatroon.
Bronteksten:
http://science.sciencemag.org/content/early/2018/08/29/science.aau1549
https://newscientist.nl/nieuws/crispr-behandelde-puppys-minder-last-spierdystrofie/
https://musculardystrophynews.com/crispr-cas9-treatment-dmd/
https://www.sciencedaily.com/releases/2018/07/180719165032.htm
https://newscientist.nl/nieuws/opnieuw-aanwijzing-dat-crispr-kanker-kan-veroorzaken/