In de moderne geneeskunde flitst het woord "gen" in allerlei contexten en vervoegingen. Er is genetica en genomica. Er is metagenomica, genetische manipulatie, genvoorspelling en moleculaire genotypering. Het is gemakkelijk om de verschillende takken van de DNA-wetenschap door elkaar te halen als je het niet zelf doet, maar je hebt waarschijnlijk gehoord van een subcategorie die de afgelopen jaren veel in de media is opgedoken: gentherapie. Wat is gentherapie? Dit is het medisch gebruik van genetisch materiaal.
Om te begrijpen wat dit allemaal betekent en waarom deze therapie zo krachtig is, moet je beginnen met een kleine inleiding tot de genen zelf. Genen bevinden zich in het veilig beschermde genoom van de cel, een bibliotheek met blauwdrukken waarmee elk levend wezen kan evolueren en zichzelf opnieuw kan opbouwen zoals het hoort. Om hun code in de praktijk te brengen, moeten de meeste genen worden "vertaald" in eiwitten - de DNA-code bepaalt de volgorde van de aminozuren die aan de ketting moeten worden toegevoegd, die vervolgens wordt opgevouwen in de vorm die de sequentie geeft. Door deze gevouwen driedimensionale structuur vervult het eiwit zijn functie in de cel.
Dus als je wilt veranderen wat er in de cel gebeurt, kun je dit doen door het DNA te veranderen, dat codeert voor de vorm van het eiwit dat als uitvoerder fungeert. En als er een doseringsprobleem is, zoals één kopie van een gen in plaats van twee, kunnen we de eiwitopbrengst verhogen door onze eigen tweede kopie te plaatsen. In ieder geval veranderen we de genen die beschikbaar zijn voor de reguliere eiwitbereidingsmachines van de cel om het gedrag van de cellen te veranderen.
Klinkt simpel. Maar is het zo gemakkelijk te doen? Natuurlijk niet.
Ten eerste is het erg moeilijk om nieuwe of gewijzigde genen in de cellen te passen die gecorrigeerd moeten worden. Cellen zijn speciaal ontwikkeld om dit te voorkomen - wetenschappers moeten hiervoor geëvolueerde virussen hacken om de cel binnen te komen. Maar ze zijn nog steeds niet perfect; elke cel in je lichaam heeft zijn eigen kopie van het genoom, compleet en (grotendeels) identiek aan de rest, en het is onmogelijk om elke cel in je lichaam te veranderen. Zelfs als we met succes miljoenen kopieën van uw genoom bewerken, zullen miljarden daarvan onaangeroerd blijven.
De vroegste en nog steeds belangrijkste toepassingen van gentherapie waren dus reageerbuizen - een beenmergmonster werd van een patiënt verwijderd, het gen van belang werd gewijzigd en vervolgens werden de gecorrigeerde cellen terug in de gastheer geïnjecteerd. Dit werkte meestal alleen als de gerepareerde cellen langer leefden of in betere gezondheid verkeerden dan hun natuurlijke tegenhangers, dus verdrongen ze uiteindelijk de zieke cellen en domineerden ze de bevolking.
Pas nu is het mogelijk om genen in het lichaam van een levende patiënt te bewerken. Gentherapie is nu het beste in het omgaan met problemen die een bepaald celtype treffen, een beperkt aantal. Het genetische probleem dat we oplossen kan in de resterende intacte cellen blijven, maar als het ze niet gebruikt om te functioneren, wordt het niet als een medisch probleem beschouwd. Bepaalde soorten levercellen en cochleaire haarcellen van zoogdieroren worden genoemd als voorbeelden van huidige doelwitcellen.
Promotie video:
In beide gevallen kan herbehandeling met het virus een voldoende groot deel van een specifieke celpopulatie "infecteren" met ons therapeutische gen om het gewenste effect te laten optreden. Sommige gentherapiemethoden plaatsen eenvoudigweg een medisch gen in de kern van een gastheercel, waar het zal verblijven en eiwitten zal maken, net zoals het van nature zou doen. Op de lange termijn werkt dit echter alleen met cellen die zich niet in de tijd delen, zoals neuronen. Als cellen zich delen, zoals de meeste cellen, kan ons gen zich hechten aan het genoom van de gastheercel of achterblijven wanneer de cel zich voortplant.
De belangrijkste technologie om dit soort splitsing te bereiken, wordt CRISPR genoemd; de afkorting betekent korte palindrome herhalingen, regelmatig gerangschikt in groepen. Het belangrijkste is dat als ons gen samen met het CRISPR-eiwit en RNA-systeem wordt ingebracht, het gen in het genoom wordt gesplitst waar je maar wilt. De cellen zullen het ingebedde gen delen en reproduceren alsof het er altijd al was.
Het is belangrijk om te onthouden dat door het corrigeren van een genetisch probleem, we niets veranderen aan de erfelijkheidsgraad van de ziekte. Het corrigeren van doofheid door het bewerken van DNA in bijvoorbeeld cochleaire haarcellen, verkleint de kans op overdracht van de ziekte op het nageslacht niet.
