CRISPR-genbewerking – the good, the bad & the ugly

  • WHO-commissie wil wereldwijd register voor genbewerking
  • UNC-wetenschappers gebruiken CRISPR om ​​zeldzame genetische aandoening te behandelen
  • CRISPR gecombineerd met nieuwe medische behandeling elimineert hiv bij muizen
  • CRISPR kan een grote invloed hebben op het voedsel dat we eten
  • Veiligheids- en ethische overwegingen

Genbewerking was de afgelopen jaren een van de meest besproken en meest controversiële onderwerpen in de wetenschappelijke gemeenschap. Bij het bewerken van genen wordt gebruikgemaakt van de CRISPR-techniek waarmee ongewenste genen uit DNA verwijderd – of nieuwe genen toegevoegd – kunnen worden om de functie of activiteit van een bepaalde DNA-sequentie te wijzigen. Met CRISPR-genbewerking is een breed scala aan potentiële toepassingen op allerlei gebieden mogelijk. Denk bijvoorbeeld aan het uitroeien van genetische ziekten, het ontwikkelen van nieuwe antibiotica en antivirale middelen en het creëren van groente- en fruitsoorten die smakelijker, langer houdbaar en bijvoorbeeld groter zijn of beter bestand tegen onder andere droogte of pesten.

Volgens een recent rapport van MarketsandMarkets zal de CRISPR-technologiemarkt groeien van $562 miljoen in 2018 tot $1,7 miljard in 2023. Deze groei zal worden aangedreven door verschillende belangrijke factoren, waaronder recente technologische ontwikkelingen, toenemende overheids- en particuliere financiering, nieuwe toepassingen van CRISPR, een groeiende behoefte aan geavanceerde therapieën voor een breed scala aan ziekten en een gunstiger regelgevingsklimaat.

 Een horizontaal staafdiagram met de geschatte waarde van de wereldwijde CRISPR-technologiemarkt in 2018 en de voorspelde waarde in 2023.
Volgens een recent rapport van MarketsandMarkets zal de CRISPR-technologiemarkt groeien van $562 miljoen in 2018 tot $1,7 miljard in 2023.

WHO-commissie wil wereldwijd register voor genbewerking

Hoewel wetenschappers over de hele wereld hebben opgeroepen tot een volledig verbod op genbewerking bij mensen, heeft de Wereldgezondheidsorganisatie (WHO) een iets opener standpunt ingenomen ten aanzien van genbewerking. Een raadgevend comité van de WHO is onlangs bijeengekomen om de huidige stand van zaken op het gebied van genbewerkingsonderzoek en -technologie te evalueren en suggesties te bieden over hoe verder te gaan.

In plaats van de technologie volledig te verbieden, pleit de commissie voor de oprichting van een wereldwijd register dat alle genbewerkingsactiviteiten bij mensen registreert en monitort, wat zou moeten bijdragen aan meer transparantie en verantwoordelijkheid. De commissie zal de situatie de komende twee jaar blijven volgen en beginnen met de ontwikkeling van een internationaal kader voor de regulering van onderzoek naar genbewerking. “Genbewerking is vooral voor de gezondheidszorg enorm veelbelovend, maar brengt ook enkele risico’s met zich mee, zowel ethisch als medisch”, zegt Tedros Adhanom Ghebreyesus, de directeur-generaal van de WHO.

UNC-wetenschappers gebruiken CRISPR om ​​zeldzame genetische aandoening te behandelen

Onderzoekers van de University of North Carolina in Chapel Hill (UNC) hebben onlangs aangekondigd dat ze op het punt staan ​​een remedie te vinden voor het Angelman-syndroom, een genetische aandoening die wordt gekenmerkt door ontwikkelingsachterstand, toevallen en spraakstoornissen. Mensen met deze aandoening hebben een gemuteerde kopie van het UBE3A-gen geërfd van hun moeder, terwijl de vaderlijke kopie meestal niet tot expressie komt of ‘stil’ is. De UNC-onderzoekers hebben nu een behandeling ontwikkeld waarbij het genbewerkingsenzym CRISPR-CAS9 wordt gebruikt om de neurale activiteit van de vaderlijke kopie van het gen te herstellen. Wel moet het enzym voor een succesvolle behandeling in foetale hersenen worden geïnjecteerd, wat tot diverse ethische uitdagingen leidt.

“Hoe eerder je de genen terugplaatst en het probleem probeert op te lossen, des te beter het therapeutische voordeel zal zijn”, zegt Mark Zylka, de directeur van het Neuroscience Center van UNC. De behandeling is al met succes getest op muizen en gekweekte menselijke neuronen en Zylka hoopt dat ze binnen drie tot vier jaar met menselijke testen kunnen starten. Wat dit werk zo belangrijk maakt, is dat het hoop biedt voor de ontwikkeling van behandelingen voor andere genetische aandoeningen. Niet iedereen is er echter van overtuigd dat dit een goed idee is. “Het idee dat je een foetus zou kunnen behandelen met een enzym, dat is nog zeer onbekend terrein met veel potentiële risico’s”, zegt David Segal, professor chemie aan de University of California, Davis. “We moeten voorzichtig zijn”.

CRISPR gecombineerd met nieuwe medische behandeling elimineert hiv bij muizen

Vroeger werd een positieve hiv-diagnose als een doodvonnis beschouwd, maar dat is in de loop der jaren veranderd. Dankzij de vooruitgang in de moderne geneeskunde en de ontwikkeling van nieuwe hiv-behandelingen is het veel beter onder controle te houden en mensen met hiv kunnen nu een lang en gezond leven leiden. Nu hebben onderzoekers van de School of Medicine van Temple University onlangs aangekondigd dat ze erin geslaagd zijn het virus permanent uit het genoom van levende dieren te verwijderen met behulp van een combinatie van de CRISPR-CAS9-genbewerkingstool en de nieuwe LASER ART antiretrovirale therapie. De onderzoekers hebben de behandeling eerst op muizen getest. Eerst drongen ze het virus met LASER ART-therapie terug tot zeer lage niveaus en vervolgens gebruikten ze CRISPR om de relevante DNA-sequenties uit de geïnfecteerde cellen te verwijderen. Toen ze de muizen later onderzochten, kon bij ongeveer een derde van de dieren geen spoor van het virus meer gevonden worden.

“De belangrijkste boodschap van dit werk is je zowel CRISPR-Cas9 als virusonderdrukking met bijvoorbeeld LASER ART tegelijkertijd nodig hebt om een ​​remedie voor hiv-infectie te produceren”, zegt Dr. Kamel Khalili, een senior onderzoeker. “We hebben nu een duidelijke richtlijn om binnen een jaar verder te gaan met proeven met niet-menselijke primaten en mogelijk klinische proeven met menselijke patiënten”.

CRISPR kan een grote invloed hebben op het voedsel dat we eten

CRISPR heeft naast het behandelen van verschillenden ziekten nog allerlei andere potentiële nuttige toepassingen. Sommige van deze toepassingen hebben naar verwachting een veel directere impact op onze samenleving. Denk daarbij aan het bewerken van de genen van gewassen – bijvoorbeeld om ze voedzamer of resistenter te maken tegen ongedierte of droogte. “De meest ingrijpende effecten van CRISPR op ons dagelijks leven zien we de komende vijf jaar denk ik in de agrarische sector”, zegt Jennifer Doudna, een geneticus aan de University of California Berkeley en mede-uitvinder van CRISPR.

Onderzoekers hebben CRISPR al gebruikt om de genomen van verschillende organismen te modificeren. Bijvoorbeeld door champignons te creëren die niet bruin worden, maïs die betere opbrengsten produceert, tarwe waar minder gluten in zitten en sojaolie die geen transvetten bevat. Bovendien zijn een aantal startups in Silicon Valley bezig met het idee om het genbewerkingsprogramma te gebruiken voor het produceren van kweekvlees. De verwachting is dat de eerste met CRISPR gemodificeerde voedselproducten tegen 2020 in de supermarkten zullen liggen.

Dat deze ontwikkeling zal doorzetten blijkt bovendien uit een recente verklaring van de US Department of Agriculture (USDA), waarin staat dat genbewerkte gewassen met genetische veranderingen die ook met conventionele veredelingstechnieken ontwikkeld kunnen worden, niet aan regelgeving zullen worden onderworpen. Genbewerking is anders dan genetische modificatie omdat er bij genbewerking geen vreemde genen geïntroduceerd worden. Bij genbewerking worden bestaande genen verwijderd of sequenties van vergelijkbare soorten gekopieerd – iets dat ook met conventionele veredeling kan worden gedaan. “Dit is een hulpmiddel waarmee je kunt creëren wat de natuur zelf ook zou kunnen creëren, maar waar de natuur nog nooit de gelegenheid voor heeft gehad”, zegt Zachary Lippman, een expert in de genetica van bloeiende planten. In de EU zal het voor genetisch bewerkte gewassen echter veel moeilijker zijn om de markt te bereiken, omdat ze aan dezelfde strenge voorschriften onderworpen zullen worden als GGO’s.

Veiligheids- en ethische overwegingen

Zoals ook bij andere transformerende technologieën in de afgelopen jaren het geval was, zijn er met betrekking tot het gebruik van CRISPR ook verschillende veiligheids- en ethische kwesties die we in overweging moeten nemen. De grootste uitdagingen van het gebruik van CRISPR is dat de techniek onbedoelde gevolgen kan hebben. Zo kan het gebeuren dat er ‘per ongeluk’ grote delen van het DNA van de doellocatie worden verwijderd waardoor de menselijke gezondheid in gevaar wordt gebracht. Verschillende recente onderzoeken hebben bijvoorbeeld aangetoond dat het bewerken van het menselijk genoom met CRISPR mogelijk kanker kan veroorzaken. Dat is met name verontrustend in het geval van menselijke kiemlijnbewerking, waarbij het risico bestaat dat de genetische veranderingen kunnen worden doorgegeven aan toekomstige generaties. Sommige onderzoekers hebben bovendien hun bezorgdheid geuit dat CRISPR zou kunnen worden gebruikt om zogenaamde ‘designerbaby’s’ te creëren met verbeterde fysieke functies of verhoogde intelligentie.

Genbewerking is al geruime tijd onderwerp van verhitte discussies en het ziet er niet naar uit dat daar snel verandering in zal komen. Het is duidelijk dat genbewerking onze samenleving talloze voordelen kan bieden – bijvoorbeeld bij het ontwikkelen van nieuwe behandelingen voor ziekten en het uitroeien van zeldzame genetische aandoeningen. Het kan ons ook helpen gezondere groente- en fruitsoorten te creëren en hogere gewasopbrengsten te produceren die beter bestand zijn tegen de gevolgen van klimaatverandering. Aan de andere kant zijn er verschillende potentiële risico’s voor de menselijke gezondheid. De waarheid is dat we gewoon niet genoeg weten over wat de mogelijke langetermijngevolgen van CRISPR zijn. We moeten dus voorzichtig te werk gaan, vooral als het gaat om testen op mensen.

Gratis e-books voor 13 sectoren.

De wereld verandert in snel tempo en dat heeft grote impact op all sectoren. Daarom hebben we voor maar liefst 13 sectoren een compact e-book ontwikkeld. Daarin vind je de laatste trends op een rij, onderbouwd met interessante statistieken.
Dit blog is geschreven door Richard van Hooijdonk

Dit blog is geschreven door Richard van Hooijdonk

Trendwatcher, futurist en internationaal topspreker Richard Van Hooijdonk neemt je mee naar een inspirerende toekomst die leven, werken en ondernemen drastisch gaat veranderen.

Alle Lezingen