Verslag: Waarom heeft iedereen het plots over CRISPR?

verslag door Wouter Wendelen en Tess Bertels, vrijwilligers bij De Maakbare Mens

Inleiding

Hetty Helsmoortel is kankeronderzoeker aan de Universiteit van Gent, moleculair bioloog en doctor in de gezondheidswetenschappen. Ze is bij het brede publiek bekend vanwege talloze optredens bij De Afspraak en de Nerdland-podcast met Lieven Scheire. Ze is gepassioneerd verteller over alles wat met wetenschap te maken heeft. In het Vrijzinnig Antwerps Trefpunt Out of a Box probeert ze de vraag te beantwoorden waarom iedereen het plots over CRISPR heeft, en geeft meteen aan dat we met meer vragen dan antwoorden naar huis zullen gaan. Dat belooft!

CRISPR is géén koekje, maar wel een nieuwe revolutionaire techniek om goedkoop en efficiënt wijzigingen aan te brengen in het DNA van eender welk organisme. Aangezien DNA een basisbouwsteen is van het leven, kan de impact van de techniek gigantisch zijn en wordt CRISPR tegenwoordig op gemengde reacties onthaald. Enerzijds biedt de technologie ongeziene mogelijkheden om prangende gezondheidsproblemen zoals het tekort aan orgaandonoren op te lossen. Anderzijds houden deze mogelijkheden ook grote gevaren in en maakt het ethische vragen los omtrent bv. designerbaby’s. Deze grote polarisatie vraagt om een interactieve infosessie.

Wat is CRISPR?

DNA is de universele code van het leven. Het bestaat uit 4 specifieke bouwstenen (typisch voorgesteld door de letters C, T, G en A) die worden verbonden in een dubbele helixstructuur in de celkern van eender welk organisme. Het menselijk genoom bestaat uit een sequentie van 6 miljard van die 4 letters C, T, G en A.

Als een cel deelt, wordt de volledige sequentie van zijn DNA gekopieerd. Dit proces gebeurt continu en gaat soms gepaard met fouten. Deze mutaties kunnen leiden tot erfelijke ziekten zoals bv. de ziekte van Duchenne, de ziekte van Huntington of het WHIM-syndroom. Dat syndroom geeft aanleiding tot wratten, leidt vaak tot kanker en is het gevolg van 1 foute letter in een volledig genoom van 3 miljard bouwstenen.

CRISPR is deel van een natuurlijk afweermechanisme van bacteriën tegen virussen. Deze virussen werken door hun DNA te injecteren in de bacterie om zich te vermenigvuldigen. Bacteriën die een virusinfectie overleven, houden kleine stukjes virus-DNA bij in hun eigen DNA, van elkaar gescheiden door kleine stukjes palindroom DNA (bv. GAATTC). Gelijkaardige virussen kunnen zo bij een nieuwe poging tot infectie herkend worden aan hun DNA. Een eiwit (Cas9) kan de indringers vernietigen nog voor ze schade kunnen toebrengen. Deze Clustered Regularly Interspaced Palyndromic Repeats hebben meteen hun naam geleend aan een van de meest revolutionaire wetenschappelijke ontdekkingen van de laatste decennia: CRISPR.

Wetenschappers, onder hen ook Jennifer Doudna, hebben sinds 2012 ontdekt dat CRISPR ook in andere organismen werkt, en dat het weggeknipte DNA kon worden vervangen, weggelaten,… Op deze manier laat het ons toe om de code van het leven te herschrijven, uiteraard met verstrekkende gevolgen.

Toepassingen

De efficiëntie van CRISPR staat nog niet volledig op punt.

Het risico bestaat namelijk dat een sterk gelijkaardige DNA-sequentie op een andere plaats in het genoom voorkomt, waardoor CRISPR het DNA op de verkeerde plaats zou wijzigen. Een verkeerde wijziging in het genoom houdt grote risico’s in. Desalniettemin zal CRISPR zorgen voor talloze doorbraken in zuiver wetenschappelijk onderzoek. Daarnaast worden ook de mogelijke toepassingen waarmee de mens rechtsreeks in contact zal komen nu volop onderzocht.

In de voedingsindustrie wordt onderzocht of men het gen kan uitgeschakelen dat ervoor zorgt dat aardappelen in het donker zetmeel omzetten naar suiker. Bij sterk verhitten (bv. bij frituren) wordt suiker namelijk omgezet tot het mogelijk kankerverwekkende acrylamide, zichtbaar als de bruine zones op de frietjes.

Deze toepassing doet denken aan de commotie rond Genetisch Gemodificeerde Organismen (GGO’s), waarbij genen van vreemde organismen worden ingebracht (bv. het gen van een steenbolk in een zalm). CRISPR neemt in dit debat een moeilijke positie in, omdat het kan worden gebruikt om 1 letter te veranderen en zo een mutatie te veroorzaken die perfect natuurlijk zou kunnen zijn. Momenteel wordt de discussie gevoerd of het proces (namelijk het wijzigen van DNA) dan wel het eindproduct (dat in principe ook ‘natuurlijk’ zou kunnen ontstaan) doorweegt bij het toelaten van CRISPR-producten op de markt.

Een gezonde kanttekening bij deze discussie is het feit dat de mens zich al eeuwen bezig houdt met genetisch sturen van organismen, via bv. kweken van gewassen. Na de ontdekking van DNA in de jaren ‘50-‘70 ging men hier nog een stap verder in door het bestralen van zaden, waarbij men geen idee kon hebben of zich naast de gunstige mutaties er ook geen ongezonde mutaties hadden voorgedaan. CRISPR kan – vanuit puur biologisch standpunt – in principe veiliger, natuurlijker en specifieker zijn dan vele landbouwtechnieken die al jarenlang worden gebruikt.

Ook bij dieren worden de toepassingen onderzocht. Zo loopt onderzoek om een gen dat gespierde runderen voortbrengt, bij varkens in te brengen. Om malariamuggen te verhinderen hun parasiet over te brengen of zelfs onvruchtbaar te maken (met ongekende gevolgen voor het ecosysteem), of om menselijke organen bestemd voor donatie te kweken in varkens. Er zijn echter ook meer dubieuze recreatieve toepassingen, zoals de creatie van de schwarzenegger hond, het microvarken en de mammoet.

Naast toepassingen bij planten en dieren zijn vooral de mogelijkheden voor de gezondheidszorg erg veelbelovend. Zo kan men bijvoorbeeld via immuuntherapie menselijke afweercellen aanpassen om kankercellen te herkennen en te bestrijden.

Hierbij moet de nuance worden gemaakt dat (nog) niet iedere ziekte kan worden genezen. Het wijzigen van het DNA in alle cellen is op dit moment alleen mogelijk als die cellen uit het lichaam kunnen gehaald worden (zoals de bloedcellen bij immuuntherapie). Voor andere ziekten krijgen we CRISPR nog niet efficiënt genoeg ter plaatse in elke aangetaste lichaamscel.

Voor die aandoeningen zou kunnen gekeken worden in de richting van het aanpassen van onze ‘mastercopy’, het embryo. De toepassing in embryo’s roept echter ethische vragen op. Zo zullen weinig mensen afkeuren als embryo’s worden gewijzigd om een ziekte die dodelijk is op kinderleeftijd te voorkomen, maar wordt de zaak al minder klaar wanneer het gaat over een ziekte die 70% kans geeft op het krijgen van kanker voor de leeftijd van 70 jaar (zoals bv. het BRCA1-gen dat verhoogd risico geeft op onder andere borstkanker).

Er zijn vermoedelijk talloze mutaties die erg lage verhoogde kansen geven op allerlei aandoeningen, vanaf welk percentage mag je een wijziging toevoegen? Welke ziektebeelden zijn erg genoeg? Deze vraag wordt helemaal relevant wanneer het over stoornissen gaat die niet elke patiënt als hinderlijk beschouwt, zoals autisme dat gepaard kan gaan met een andere blik op de wereld en het downsyndroom dat patiënten misschien niet verhindert een gelukkig leven te leiden. Erg belangrijk is ook dat huidige technieken, waaronder pre-implantatie genetische diganostiek, al voor heel wat koppels met risico op ernstige aandoeningen soelaas kan bieden.

Conclusie

Er zijn veel redenen om CRISPR wel, dan niet te gebruiken om DNA te wijzigen in embryo’s. Argumenten tegen zijn het sturen van evolutie, het wijzigen van DNA in ongeboren kinderen zonder hun akkoord, en vooral ook de vraag wanneer een wijziging verantwoord is, en wie daarover beslist. Argumenten pro zijn de ongelofelijke toepassingen mogelijkheden op vlak van gezondheidszorg, met de nuance van inclusiviteit. Hoe inclusief is een maatschappij als we stelselmatig variatie wegwerken, waarbij we denken aan de NIPT-test, die een stigma kan werpen op ouders die beslissen een kind met syndroom van Down op te voeden. En hoe vermijden we dat een strenge regulering zorgt voor CRISPR-toerisme, waar mensen kinderen ter wereld brengen in landen met lossere regels?

Er is een dunne lijn tussen mensen beter maken en betere mensen maken. De vraag is niet of de eerste CRISPR-baby opduikt, maar waar en wanneer. Het is dan ook hoogst noodzakelijk dat het debat nu wordt gevoerd, voor het gepolariseerd wordt nadat de eerste toepassingen aan het licht komen. Een grondig debat is cruciaal om een sterke regulering op te bouwen, die internationaal geldig is.

Maakbare Mens, we rekenen op jou!