Rafelrandjes redigeren met Crispr-Cas9
– Dit artikel verscheen in BioNieuws van 8 september 2018 –
De veel bejubelde dna-redigeertechniek Crispr-Cas9 lijkt minder precies en veilig dan gedacht, stellen recente Nature-publicaties. Crispr-gebaseerde dna-modificatietechnieken vormen inmiddels onmisbare methoden in de moleculaire gereedschapskist. Het enthousiasme over mogelijke toepassingen is enorm, maar voor therapeutische inzet in mensen moeten nog wat hordes worden genomen.
Op 19 juli schreven Britse onderzoekers in Nature Biotechnology dat ze veel onverwachte veranderingen in dna opmerkten na Crispr-Cas9. Ze brachten nauwkeurig alle genoomveranderingen in kaart die optraden na het uitzetten van een enkel gen, nadat ze in een eerder experiment hadden opgemerkt dat Crispr-Cas9 ook genexpressie veranderde na een knip in niet-coderend intron-dna; dit had een negatieve controle moeten zijn. Stukken dna waren verdwenen, dna-sequenties elders uit het genoom juist ingevoegd bij de beoogde dna-knip, of het dna was anderszins gereorganiseerd. Soms betrof een verandering een paar nucleotiden. In andere gevallen ging het om een paar duizend baseparen, wat direct of indirect gevolgen kan hebben voor genfunctie.
De effecten waren eerder niet in deze mate opgemerkt, omdat er gewoonweg niet zo uitgebreid en systematisch werd gezocht. Veel onderzoekers controleerden alleen de directe omgeving van de geplande kniplocatie. Toch schrikt Niels Geijsen, onderzoeker aan het Utrechtse Hubrecht Instituut niet van deze bevindingen. ‘De geziene effecten lijken het gevolg van hoe de cel omgaat met de knip die Crispr-Cas9 maakt.’ Er zijn allerlei variaties op Crispr-Cas9 in ontwikkeling. Geijsen vertelt over een Crispr met gemuteerde Cas9 die niet meer knipt, waar een base editor-enzym aanhangt dat een base verandert, zonder te knippen. ‘Mijn verwachting is dat dit soort vernieuwingen van het systeem Crispr-Cas veel veiliger maken.’
Gezien de frequentie van de onverwachte veranderingen waarschuwen de auteurs dat ze kunnen resulteren in activatie van slapende oncogenen. Voor therapeutische toepassingen zullen echter altijd het hele genoom en alle mogelijke veiligheidsrisico’s in kaart gebracht worden. Voor bloedcellen zijn oplossingen denkbaar om buiten het lichaam goed geredigeerde cellen te isoleren en te vermeerderen. Maar bij weefselcellen is deze selectie onmogelijk. Geijsen: ‘Dus moet je een afweging maken tussen de ernst van de aandoening en de kans dat er iets mis gaat.’
Een andere uitdaging is de lage efficiëntie van dna-bewerking met Crispr-Cas9. Twee artikelen in Nature Medicine van 11 juni beschrijven de waarschijnlijke oorzaak. De Crispr-Cas9-techniek blijkt een p53-gemedieerde dna-schadereactie op gang te brengen, waarbij de celdeling tot stilstand komt. Hierdoor gaat de meerderheid van de cellen dood, wat de netto efficiëntie van de techniek beperkt. P53 remmen zou dit kunnen voorkomen, maar omdat p53 een tumorsuppressorgen is, is dit niet risicoloos. Deze bevindingen verrasten Geijsen en collega’s meer, maar ook deze problemen zijn waarschijnlijk met aangepaste Crispr-Cas9-systemen te omzeilen.