Gentherapie

Laatst is het AMC erin geslaagd om een muisje te genezen met gentherapie, of althans een aanzet tot gentherapie. Dat muisje had een lelijke leverziekte die ook bij mensen voorkomt. Muizen kunnen oud worden met deze leverziekte, maar mensen niet. Mensen gaan zonder levertransplantatie dood, maar ook mét transplantatie is hun leven moeizaam door alle geneesmiddelen die ze moeten slikken om afstoting van hun nieuwe lever te voorkomen. Het zou daarom mooi zijn als de muizentherapie ook bij mensen zou werken. Dat zou ook een opsteker zijn voor de gentherapie, die tot nu toe vooral hype voor onderzoekers heeft opgeleverd en weinig hulp voor patiënten.

Het gen van de muis met de leverziekte was niet toevallig defect geraakt, maar gericht beschadigd in het laboratorium. Net als bij mensen kunnen bij muizen gendefecten spontaan optreden, door fouten die ontstaan in het DNA van kiembaancellen. Net als bij mensen zijn die gendefecten zeldzaam. De kans dat je toevallig in een kolonie laboratoriummuizen een spontaan gendefect tegenkomt dat interessant is voor de geneeskunde is heel klein. Sinds een jaar of 15 kunnen wij deze gendefecten echter ook gericht bij muizen creëren in het laboratorium. Zo'n muis met één geïnactiveerd gen noemen we een knock-out-muis. Die knock-out-muizen zijn een unieke bron van informatie over aangeboren ziekten bij de mens.

Die AMC-muis met zijn leverziekte ligt mij na aan het hart, omdat ik aan zijn wieg heb gestaan. Die knock-out-muis is namelijk in 1993 door mijn groep in het NKI/AvL gegenereerd. Wij zijn geïnteresseerd in transporteiwitten, P-glycoproteïnen genoemd, die geneesmiddelen tegen kanker kunnen transporteren. Kankercellen kunnen zich tegen chemotherapie verweren door veel van zulke P-glycoproteïnen aan te maken, waardoor de anti-kankermiddelen niet goed de kankercel binnen kunnen dringen, omdat ze meteen weer naar buiten worden getransporteerd. Twaalf jaar geleden vonden wij een nieuwe P-glycoproteïne pomp, het MDR3 P-glycoproteïne, die vooral in levercellen voorkwam. Wij konden er niet achter komen wat die pomp eigenlijk verpompte, totdat de knock-out muis zonder MDR3-pomp werd geboren. Die muis kreeg een leverziekte en met hulp van de groep van Ronald Oude Elferink in het AMC vonden wij dat die leverziekte veroorzaakt werd door een fout in de gal-aanmaak. Normale muizen- en mensenlevers maken gal, die via de galblaas naar de darm loopt en daar bijdraagt aan de vetvertering. Gal bevat galzouten, die werken als detergentia. Klonten vet in de darm – boter, bonbons, ijs – worden door de galzouten opgelost, zodat de darmenzymen het vet kunnen splitsen. Alleen gesplitst vet wordt goed uit de darm opgenomen. Ongesplitst vet komt voornamelijk in de ontlasting terecht.

Een probleem met galzouten is dat ze ook het vet van onze celmembranen oplossen. Als je rode bloedcellen met galblaasgal mengt, knappen ze. De levercellen die gal produceren lopen dus het risico door hun eigen product te worden beschadigd. Zij lossen dit op door de gal te mengen met een overmaat van een vetachtige substantie, die de galzouten tijdelijk onschadelijk maakt tot ze in de darm arriveren. Daar wordt het beschermende vetlaagje afgebroken, zodat de galzouten beschikbaar komen om het etensvet op te lossen.

Hoe de lever die vetachtige substantie uitscheidt was een mysterie, totdat wij met onze knock-out-muis ontdekten dat het MDR3 P-glycoproteïne voor die uitscheiding verantwoordelijk is. Ontbreekt deze vetpomp, dan treedt zelfdestructie op. De levercellen worden aangevreten door de galzouten die ze zelf produceren. Omdat de muizenlever een enorm vermogen heeft om zichzelf te herstellen, kunnen muizen oud worden met hun defect in het MDR3 P-glycoproteïnegen. Wel leidt de chronische leverbeschadiging op hoge muizenleeftijd tot het ontstaan van leverkanker, bij muizen even dodelijk als bij mensen.

In biochemisch opzicht lijken muizen en mensen sprekend op elkaar. Voor iedere aangeboren ziekte bij de muis is er bijna altijd een pendant bij de mens. Het duurde echter 5 jaar voor de groep van Oude Elferink in het AMC het menselijke pendant van de MDR3 P-glycoproteïnemuis had gevonden. PFIC, type 3 ( Progressieve Familiaire Intrahepatische Cholestase, type 3) heet de aangeboren ziekte, die veroorzaakt wordt door een defect in het gen voor MDR3 P-glycoproteïne. Bij de mens leidt dit gendefect een paar jaar na de geboorte tot een volledige destructie van de lever en deze kinderen kunnen alleen met een getransplanteerde lever overleven. Nu echter het gendefect bekend is, kan prenatale diagnostiek worden gedaan in families waarin deze zeldzame ziekte voorkomt. De ouders hebben dan de optie om de geboorte van meer kinderen met deze rotziekte te voorkomen.

Bij een simpel gendefect, als maar één gen beschadigd is, ligt het voor de hand te denken aan gentherapie. Wij zijn nu in staat om bij gekweekte cellen extra genen in te brengen. Een deel van die genen komt in de celkern terecht en soms zijn die extra genen ook in staat om hun normale functie te vervullen. Nu gentherapie lukt in de reageerbuis zou dit ook bij muizen en zelfs bij mensen te proberen zijn. Er zijn echter formidabele praktische problemen bij gentherapie die nog niet zijn opgelost: Het inbrengen van genen is inefficiënt en meestal komen ze ook op de verkeerde plaats in het DNA terecht, waardoor ze vaak niet goed werken. Eigenlijk zouden we in alle cellen het defecte gen precies moeten vervangen door een goed werkende kopie, maar dat kan nu niet en of dat binnen afzienbare tijd (zeg 20 jaar) gaat lukken, betwijfel ik. Daarom zijn er voorlopig nog niet veel ziekten waarbij van gentherapie veel te verwachten valt. (Zie echter Amado en Chen, Science 285 (1999) 674 voor een optimistischer visie).

De muis met de defecte vetpomp lijkt echter een zonnige uitzondering in dit herfstige toekomstbeeld, zoals Marleen de Vree in de groep van Oude Elferink heeft laten zien. Zij nam levercellen van een gezonde muis en spoot die in bij muizen met het pompdefect. De gezonde levercellen nestelen zich in de lever en voegen zich netjes in het bestaande leverweefsel. Zij scheiden normaal vet uit en worden daarom niet beschadigd door de gal die ze aanmaken. Als de cellen met een defecte pomp afsterven, worden ze geleidelijk vervangen door de gezonde getransplanteerde cellen en na 4 maanden is de leverziekte grotendeels opgeheven. Niet alle cellen met een defecte pomp zijn dan vervangen, maar de goede cellen zijn in staat om de resterende defecte cellen te beschermen door het vet dat ze uitscheiden. Daardoor ontstaan ook geen levertumoren meer uit de resterende defecte cellen. (M. de Vree, Academisch proefschrift, Amsterdam, 1999).

Met deze spectaculaire genezing van de muis, die wij eerst ziek hadden gemaakt, is de cirkel rond. Nu de mens nog. Maar tussen muis en mens staan wetten in de weg en praktische bezwaren, en vooral ook technische en ethische problemen. Het is heel wat makkelijker om muizen te genezen dan mensen. Onze muizenstammen zijn ingeteeld en als wij levercellen van de ene muis inspuiten bij een andere muis, geeft dat geen afweerreacties. Bij mensen is dat anders. Ook ouders en kinderen of broers en zusters verschillen zoveel van elkaar dat mijn levercellen niet met vreugde worden opgenomen door de lever van mijn broers en zusters. Bij kinderen met een defecte vetpomp zal het daarom nodig zijn om cellen uit hun eigen lever te isoleren en deze te voorzien van een normaal pompgen in een reageerbuis. Echte gentherapie dus. Dan moet eerst getest worden of het ingebrachte gen goed werkt voordat de cellen weer worden ingespoten. Dat is een lange moeizame weg, waarvan nog moet blijken of deze begaanbaar is. Je zou ook levercellen van een gezonde donor kunnen gebruiken, maar dan zit de patiënt waarschijnlijk vast aan levenslang gebruik van geneesmiddelen die de afstoting van de getransplanteerde cellen tegengaan. Het probleem is dus nog niet opgelost, al is er met de genezen muis een eerste stap gezet. Voor moeilijke problemen in de geneeskunde zijn er nu eenmaal geen simpele oplossingen.