Eindelijk gekweekt: de knock-out rat

Na 25 jaar technische tegenslag is de knock-out rat gearriveerd. Al sinds de jaren tachtig kunnen biotechnologen op bestelling een gen uitschakelen bij muizen, maar diezelfde techniek werkte niet bij ratten. Een Amerikaans team heeft nu eindelijk de kweekomstandigheden onder de knie (Nature, 12 augustus). Dat is een doorbraak voor het gebruik van de rat als proefdier.

Voor medici en biologen zijn ratten handig. Ze zijn groter dan muizen. Dat maakt snijden, bloed prikken en meten in de hersenen gemakkelijker. Bovendien lijken ze meer op mensen. Ratten zijn slimmer dan muizen. Ook hun fysiologie is menselijker. Onderzoekers in de psychiatrie, van hart- en vaatziekten en suikerziekte, in de toxicologie en farmacologie profiteren dus van de rat.

Maar de biotechnologische mogelijkheden van ratten zijn veel beperkter. Het lukte niet om een gewenst gen uit te schakelen: om een zogeheten knock out te maken. Dat is dé techniek om de werking van genen te onderzoeken. Er was sinds vorig jaar wel een knock out-methode, maar die is technisch heel ingewikkeld.

Waarom was het klassieke ‘uitknocken’ – zoals het op de Nederlandse labvloeren heet – zo moeilijk? Het principe is simpel (relatief simpel dan: in 2007 werd er een Nobelprijs voor uitgedeeld). De bioloog begint door in gekweekte stamcellen van een embryo het (on)gewenste gen te verwijderen. Die knock out-stamcellen injecteert hij in een vers embryo. Uit dat embryo groeit een rat die deels bestaat uit knock out-cellen. Met geluk heeft de rat knock out-sperma. Na nog wat verder kruisen zit het lab vol knock out-ratten.

In de praktijk lukte het tot 2008 niet eens om bij ratten embryonale stamcellen te kweken. Dat loste het Californische team van Qi-Long Ying destijds op met een onconventioneel kweekmedium. Vervolgens moesten ook de gemanipuleerde stamcellen van zo goede kwaliteit zijn dat ze meegroeien met de rat en in het rattensperma terechtkomen. Na nog twee jaar kon Ying zulke goede kweken maken. De eerste knock out-ratjes, die een kankergen missen, zijn geboren.