Ziekmakend DNA preventief uit de eicel weggeknipt

Ziekmakende mitochondriën kunnen met een genetische techniek gericht uitgeschakeld worden.

Kinderen met drie ouders, sinds kort in het Verenigd Koninkrijk na heftige debatten wettelijk toegestaan, zijn alweer achterhaald. Als tenminste onderzoek bij muizen dat gisteren in Cell is gepubliceerd ook bij mensen toepasbaar is.

De onderzoekers slaagden er in om ziekmakende mitochondriën in eicellen gericht uit te schakelen. Mitochondriën zijn de energiefabriekjes in de cel, met korte ringvormig stukjes eigen DNA. Iedere eicel heeft duizenden mitochondriën en naast de mito’s met ziekmakend DNA zijn er eigenlijk altijd nog genoeg die ‘gezond’ DNA hebben.

De onderzoekers van het Salk Institute in Californië concluderen dat hun techniek geschikt is om voor mensen verder te worden ontwikkeld, schrijven ze. Ze breiden meteen uit: niet alleen kun je kinderen beschermen tegen zeldzame ernstige ziekten, maar je kunt er ook mitochondriën mee uitschakelen die verantwoordelijk zijn voor vroege veroudering en verouderingsziektes.

Mitochondriën hebben nog eigen DNA omdat ze 2 miljard geleden nog zelfstandig levende eencelligen waren. Die zijn in symbiose binnen grotere cellen gaan leven. De meeste van hun genen zijn in de loop van de evolutie, met een onbekend proces, overgeheveld naar het DNA in de celkern, maar alle mitochondriën hebben nog een relatief korte (cirkelvormige) streng DNA. Bij de mens liggen er maar 13 genen op, plus de codes voor RNA-moleculen die de cel nodig heeft voor zijn eigen eiwitproductie. In de celkern liggen bij de mens ongeveer 20.000 genen. Afwijkingen in dat mitochondriële DNA kunnen ernstige, soms snel dodelijke zeldzame kinderziektes veroorzaken.

Mitochondriële ziekten erven alleen via de moeder over doordat die energiefabriekjes zitten wel in massaal in eicellen, maar niet of nauwelijks in spermacellen. Mitochondriële ziekten kunnen uit een familie worden uitgebannen door uit een donoreicel van een vrouw met ‘gezonde’ mitochondriën het celkern-DNA te verwijderen. Het celkern-DNA van de vrouw en man die een gezond kind willen komt ervoor in de plaats en dan kan de eicel gaan delen en uitgroeien tot embryo, foetus en kind. Strikt genomen heeft dat kind erfelijk materiaal van drie mensen, en dus drie ouders. In veel landen, waaronder Nederland, is het uitdrukkelijk verboden om zo’n eicel te maken en zo’n kind geboren te laten worden. Het Verenigd Koninkrijk is sinds dit voorjaar het enige land ter wereld waar de conceptie van zo’n drie-ouder-kind wettelijk is toegestaan.

Het Amerikaanse alternatief is een techniek die het DNA in de ziekteverwekkende bacteriën kapot knipt voordat de de eicel wordt bevrucht. Dat knippen gebeurt met een DNA-knippend enzym (een nuclease) dat is gekoppeld aan een eiwit dat op één plaats aan het DNA bindt, afhankelijk van de genenvolgorde daar. Dus zo’n herken-knipcombinatie (ze heten TALENs) bindt en knipt dan wel ‘ziekmakend’ DNA, maar niet ‘gezond’ DNA.

Dat is gelukt bij muizen. De jongemuizen die werden geboren hadden niet langer de mitochondriën waartegen de onderzoekers het knip-enzym hadden gemaakt. En het is ook gelukt om TALENs te maken die het DNA vernietigen in mitochondriën voor een ernstige menselijke mitochondriële ziekten. Maar de echte experimenten met mensen moeten nog beginnen.