Snel DNA kunnen lezen èn er in kunnen wijzigen... dat belooft een wereld zonder erfelijke ziektes. Met grote regelmaat berichten wetenschappelijke vakbladen over weer een nieuwe doorbraak op dit terrein, maar voorlopig zijn het beloftes en boeken wetenschappers vooral op fundamenteel terrein vooruitgang.
Het idee achter het voorkomen van ziektes is als volgt: erfelijke ziektes worden veroorzaakt doordat het DNA defect is. DNA kan spontaan kapot gaan: ergens in de lange code verandert er iets, waardoor bepaalde eiwitten niet goed worden aangemaakt. Ziektes kunnen dominant overerven (als één van de ouders een defect gen heeft), recessief (hierbij moeten beide ouders drager zijn van een defect gen) of multifactorieel (de ziekte is een combinatie van verschillende mankementen aan het genoom).
Doordat het steeds beter en sneller mogelijk is om DNA te lezen, is het ook makkelijker om na te gaan wáár in het genoom het DNA zich bevindt om een bepaald eiwit te maken. En als je de plek weet waar de code ligt opgeslagen voor een eiwit, dan lukt het steeds beter om het defecte gen wegknippen en vervangen door het juiste gen.
Ouders die weten dat ze defecte genen met zich meedragen waardoor zij een kind kunnen verwekken met een ernstige erfelijke aandoening, kunnen er nu al voor kiezen om Pre-implantatie Genetische Diagnostiek (PGD) toe te passen.
Bij PGD worden vruchtbare eicellen bij de vrouw weggehaald, terwijl de man zaadcellen doneert. Net als bij In-vitrofertilisatie (IVF) vindt de bevruchting buiten het lichaam plaats. Bij de bevruchte embryo’s wordt onderzocht of die het defecte gen hebben of niet. Eén of twee embryo’s die zo’n gen niet hebben, worden teruggeplaatst in de baarmoeder. Als het eitje zich innestelt, verloopt de zwangerschap verder als een gewone zwangerschap. Deze technologie wordt al toegepast bij onder andere cystic fibrosis (taaislijmziekte), de ziekte van Duchenne en erfelijke borst- en eierstokkanker.
Maar het kan niet bij alle erfelijke afwijkingen. Een ziekte kan zo overerven, dat álle embryo’s het ziekmakende gen krijgen. Ook als de ouders drager zijn van meer dan een erfelijke afwijking, is PGD minder succesvol: de kans dat een embryo vrij is van álle erfelijke afwijkingen is namelijk erg klein.
Als je het defecte gen altijd zou kunnen repareren, wordt het aantal ziektes dat je daarmee kan voorkomen sterk vergroot. Na de IVF-bevruchting spoort de arts het defecte gen op, knipt het eruit, zet er een intact gen voor in de plaats, en het embryo wordt teruggeplaatst. Die techniek heet kiembaanmodificatie. Daarmee zouden echter nog niet meteen alle erfelijke aandoeningen de wereld uit zijn. De grootste uitdaging is namelijk dat je wel precies moet weten welke genen allemaal de ziekte veroorzaken. Dat is in de praktijk nog best lastig te achterhalen, vooral als er verschillende eiwitten bij betrokken zijn.
Lang was het vooral een medisch-wetenschappelijke droom, maar kiembaanmodificatie begint in rap tempo echt realistisch te worden. Dat komt doordat er de afgelopen jaren een aantal technieken zijn ontwikkeld waarmee je heel precies stukjes dna in een pas bevruchte eicel kunt veranderen. Van die technieken is CRISPR/Cas9 de bekendste.
Sinds 2016 claimen verschillende wetenschappers het ze is gelukt: genen aanpassen in een embryo. Die claims zijn niet allemaal even betrouwbaar en ook niet onomstreden, maar het lijkt slechts een kwestie van tijd voor een experiment met succes herhaald wordt. In publieksmedia gaat het intussen over waar dat aanpassen van genen toe zou kunnen leiden. De doorontwikkeling van die techniek gaat erg hard, maar voorlopig gaat er nog zoveel fout tijdens het aanpassen, dat een embryo dat op die manier genetisch gerepareerd wordt, voor terugplaatsing toch eerst via PGD gecontroleerd zou moeten worden. Terugplaatsing van genetisch gewijzigde embryo’s is overigens verboden. Kortom: als techniek staat nog in de kinderschoenen, en niemand durft te voorspellen wanneer het die kinderschoenen ontgroeit.
Er zijn verschillende problemen met kiembaanmodificatie. De eerste is eenvoudig: het mag niet. Toen IVF in de jaren zeventig z’n intrede deed, is op Europees niveau afgesproken dat embryo’s die teruggeplaatst worden, niet mogen zijn aangepast. Dat was lange tijd ook zo goed als onmogelijk, dus die regelgeving beperkte toen ook eigenlijk nog niets.
Ook voor PGD, waarbij je niets verandert, maar alleen checkt of een embryo in orde is, gelden in Nederland strenge regels. Zo mag je kijken of een embryo een defect gen heeft, maar je mag niet kijken of een embryo zich gaat ontwikkelen als jongen of als meisje, al wordt de regelgeving hiervoor in bepaalde gevallen volgend jaar waarschijnlijk verruimd. Wie per se een jongen of een meisje ‘op bestelling’ wil, moet nu uitwijken naar landen waar soepeler omgegaan wordt met ethische richtlijnen.
Een ander punt is de zogenaamde ‘veertiendagengrens’. In de huidige regelgeving mogen embryo’s niet langer dan veertien dagen buiten de baarmoeder in leven worden houden. Na veertien dagen ontstaat bij een embryo – in dat stadium een schijfje schijnbaar uniforme cellen – de primitiefstreep: het begin van celdifferentiatie. In 1978 waren wetenschappers al blij als ze een embryo twee dagen in leven konden houden, maar recente experimenten zijn na dertien dagen omwille van de veertiendagengrens doelbewust afgebroken.
Technisch kan er dus steeds meer. Maar dat iets technisch kan, wil niet zeggen dat je het ook moet willen. Een mooi voorbeeld van een technologie die veel beloofde, maar die we – althans in Nederland – bewust de rug hebben toegekeerd, is kernenergie. Die technologie bestaat nog steeds, maar na twee kerncentrales werd in Nederland besloten onder invloed van de publieke opinie er niet meer op in te zetten.
Wie beter dan Jennifer Doudna kan vertellen wat Crispr/cas9 doet? Ze stond aan de wieg van de technologie. (Engels)
Een recent artikel van het Rathenau Instituut vat mooi samen hoezeer de standpunten verdeeld zijn. Argumenten om met kiembaanmodificatie nog maar even pas op de plaats te maken, zijn zowel praktisch als ethisch. Zo biedt kiembaanmodificatie in de praktijk eigenlijk voor nog maar een erg beperkte groep wensouders een uitkomst. Embryoselectie door middel van PGD is dan veel effectiever. Al heb je daar natuurlijk niets aan als jij en je partner nu net drager zijn van die erfelijke ziekte waar PGD niet bruikbaar bij is. Een ethisch bezwaar is dat bij kiembaanmodificatie de verandering aan het menselijk genoom blijvend is, ook voor alle generaties ná het repareren. En niemand kan met zekerheid voorspellen wat dat op termijn doet met de genetische variatie van de menselijke soort.
Een argumenten vóór een verruiming van de regelgeving, is dat voor onderzoekers in de landen om ons heen, zoals Engeland en Zweden, de regelgeving óók versoepeld wordt. Dat is op zich geen reden om in Nederland gedachteloos met die versoepeling mee te gaan. Maar een Nederlands “nee” betekent dus niet dat het niet gebeurt. Volgens voorstanders van soepele regelgeving een bedreiging van onze positie als kennisland.
Sjoerd Repping, hoogleraar voortplantingsgeneeskunde aan het AMC, zei in reactie op een Amerikaanse kiembaanmodificatie in de zomer van 2017: “Het aanpassen van genen gaat gewoon gebeuren. Ik zeg niet dat we dat in Nederland moeten willen, maar we moeten het wel hebben over de vraagstukken die nieuwe ontwikkelingen met zich meebrengen.” Repping is zelf niet per definitie tegenstander van kiembaanmodificatie, maar wees er tijdens een discussieavond van de KNAW op, dat heel veel mensen dat ook niet zijn. “Ook bij het grote publiek is er geen onomwonden ‘nee’. Op de vraag ‘U heeft een ernstige spierziekte die erfelijk overdraagbaar is en u wilt een kind krijgen. Zou u uw embryo genetisch willen modificeren zodat uw kind deze ziekte niet zal hebben?’ antwoordde 66 procent van de mensen ‘Ja’.”
Annelien van Bredenoord (hoogleraar Medische Ethiek) en Sjoerd Repping (hoogleraar Voortplantingsgeneeskunde) geven tekst en uitleg in DWDD bij, zoals Matthijs van Nieuwkerk het omschrijft in de intro: “sleutelen aan een embryo.”
Een betere vraag is dan ook meer: wanneer vinden we kiembaanmodificatie nog een goed idee, en tegen welke prijs? In het politieke en wetenschappelijke debat komen bij de wanneer-vraag vaak argumenten naar voren als ‘het voorkomen van ernstig menselijk lijden’ en ‘vrijwillige basis’. Een ernstige spierziekte lijkt een duidelijk voorbeeld van ‘ernstig menselijk lijden’. Maar niet alles is zo zwart/wit, en wie bepaalt waar de grens ligt van ernstig menselijk lijden is?
Dorien Pessers, emeritus hoogleraar rechtstheorie, zette in de zomer van 2017 in haar afscheidsrede, de discussie op scherp. Ze stelde dat toen screening van embryo’s op het syndroom van Down zijn intrede deed, er aanvankelijk ook weerstand tegen was. Ouders die een verhoogde kans hebben op het krijgen van een kind met Down, kunnen vrijwillig testen of hun kindje deze chromosomale afwijking heeft. “In landen waar de prenatale test op het syndroom van Down in het basispakket is opgenomen, is het aantal kinderen dat geboren wordt met dat syndroom drastisch verminderd. In Nederland wordt 85 procent van de foetussen met het syndroom van Down geaborteerd.”
Pessers stelt vervolgens de vraag in hoeverre het syndroom van Down ‘ernstig menselijk lijden’ is, maar juist daar waar de meningen verdeeld zijn is ook de vrijwillige basis van een test wankel. Immers: als een test – of modificatie – in bepaalde gevallen gebruikelijk is geworden, dan wordt niet testen – of niet modificeren – na verloop van tijd de moreel verwerpelijke keuze. “Hebben jullie je niet laten testen dan?”, wordt dan de pijnlijke vraag.
De discussie over het al dan niet toestaan van kiembaanmodificatie heeft dus medisch-technische, medisch-ethische, juridische en maatschappelijke kanten. Maar of je nu vooral bang bent dat nutty professors zonder moraal supermensen willen creëren, uit religieuze of ethische overwegingen tegen elke vorm van modificeren bent of vooral let op economische kansen, en op het kunnen voorkomen van ernstige aandoeningen… deze vorm van biotechnologie is er een waarover je in de media de komende jaren veel zult lezen, en waar keuzes en vragen in de toekomst steeds meer science en steeds minder fiction zullen worden.
In de discussies tussen wetenschappers en beleidsmakers, gaat het leeuwendeel dat te maken heeft met ziektes voorkomen over kiembaanmodificatie. Maar er zijn wel meer ziektes te voorkomen met behulp van biotechnologie: malaria bijvoorbeeld. Dat gaat wel compleet anders. Het idee is om er biotechnologisch voor te zorgen dat er minder of geen malariamuggen meer komen, of dat ze de ziekte niet langer kunnen overdragen op mensen. Kwesties over de vraag of we wel iets aan onszelf mogen veranderen spelen hier niet. Toch is ook het voorkomen van malaria niet helemaal zonder risico, en er zijn genoeg bespreekpunten – zowel ethisch als praktisch – waardoor de malariamug voorlopig nog wel even het meest dodelijke dier op aarde zal blijven.
Marileen Dogterom kijkt met de blik van een natuurkundige naar het krachtenspel in levende cellen. Ze krijgt de Spinozapremie voor haar onderzoek naar de krachten die het geraamte van de cel uitoefent.
Celbioloog Anna Akhmanova krijgt de Spinozapremie voor baanbrekend onderzoek aan het cytoskelet en haar rol als pionier op het gebied van beeldvormende technieken.
Biomoleculair wetenschapper Joost Snijder is een van de winnaars van de Heineken Young Scientists Awards 2018. Hij gebruikt geavanceerde technieken om virussen beter te begrijpen.
