CRISPR: knippen en plakken in je DNA

Beeld je een wereld in zonder diabetes of obesitas. Sciencefiction? Over 20 jaar kan het weleens werkelijkheid zijn. Hoe? Door CRISPR (spreek uit: ‘krisper’), een veelbelovende techniek die aanpassingen kan doen in het DNA van alle levende wezens.

Eind 2018. De Chinese wetenschapper He Jiankui post een YouTube-filmpje waarin hij vertelt dat dankzij hem de allereerste genetisch gewijzigde baby’s ooit geboren zijn: de tweeling Lulu en Nana. Toen ze enkele cellen groot waren, paste hij een stuk van hun DNA – de bouwstenen van hun lichaam – aan. De meisjes zouden nu immuun zijn voor hiv, het virus dat aids veroorzaakt.

Knip en plak

Is het echt gelukt? Wat zijn de gevolgen? Da’s nog niet duidelijk. Wetenschappers wereldwijd schrikken zich rot. Ook het brede publiek fronst bij het experiment. De reden? De technologie die Jiankui gebruikte: CRISPR. Oorspronkelijk is CRISPR afkomstig uit bacteriën, die er zich al miljoenen jaren mee verdedigen tegen schadelijke virussen.

Pas recent werd ontdekt dat we CRISPR kunnen ‘herprogrammeren’ om gerichte aanpassingen te doen in DNA. In élk levend wezen. Maar tot nu toe bleef het onderzoek beperkt tot bacteriën, planten en dieren. Iedereen wist dat het in theorie kón, niemand paste het toe op mensen.

Topje van de ijsberg

Logisch, het was te vroeg om dat te testen. Het onderzoek zit in de beginfase en op technisch vlak kennen we maar het topje van de ijsberg. Wat zijn de gevolgen van DNA-veranderingen op lange termijn – in de patiënt of in volgende generaties bijvoorbeeld?

Ja, genetische aanpassingen komen willekeurig in de natuur voor. Maar dat is een proces van duizenden jaren en elke kleine aanpassing wordt altijd ‘uitgetest’ in de omgeving. Niet te vergelijken met CRISPR, met razendsnelle en doelgerichte aanpassingen in individuen.

En we hebben CRISPR nog niet volledig onder controle: soms knipt het stukjes DNA weg die het niet weg mag knippen. Geen drama bij een bacterie in een proefbuis, maar in mensen kan dat weleens verkeerde gevolgen hebben.

CRISPR om te genezen

Zelfs als we alle kennis in huis hebben, rijzen er ethische vragen. Je kan CRISPR gebruiken om zieke mensen te genezen, maar ook ... om gezonde mensen te veranderen of ‘verbeteren’.

Voorlopig focust de wetenschap op CRISPR als medicijn. De Amerikaanse Victoria Gray werd in de zomer van 2019 behandeld met CRISPR. Ze heeft sikkelcelanemie, een erfelijke ziekte die het transport van zuurstof in het bloed verstoort. De ziekte is nu ongeneeslijk. Eén verkeerd gen is de boosdoener. Onderzoekers gaan na of een ander gen het slechte gen kan vervangen, zodat Gray normaal kan leven.

CRISPR om te … veranderen?

Daarnaast kan je met CRISPR gezonde mensen veranderen. Denk aan uiterlijke kenmerken, zoals oogkleur of lichaamslengte. Maar het kan gekker: wat dacht je van intelligentie of seksuele geaardheid?

Voor alle duidelijkheid: op dit moment kunnen die aanpassingen nog niet. Van veel eigenschappen weten we zelfs niet welke genen er allemaal bij betrokken zijn. Het onderzoek richt zich op de aanpassing van één gen, zoals bij sikkelcelanemie.

Bezint eer ge begint

De meeste mensen zeggen ‘ja’ om CRISPR in te zetten om levensbedreigende erfelijke aandoeningen te genezen – áls er vooraf genoeg onderzoek gedaan is, zodat alles veilig verloopt. Voor andere kenmerken is het antwoord minder eenduidig.

De grens tussen ‘genezing’ en ‘verbetering’ is vaag, dat maakt het er niet makkelijker op. Wat met doofheid of autisme? Verminderen die de levenskwaliteit drastisch? Of zijn het gewoon kenmerken van een individu, net als haarkleur?

Wie beslist welke eigenschappen we aanpassen en welke we zo laten? En lopen we als samenleving zo niet het risico om onze diversiteit te verliezen? De toekomst van CRISPR is hoopvol, als we er verstandig mee omgaan.

Hoe werkt CRISPR? 

CRISPR: de hoogtepunten

• Miljoenen jaren geleden tot nu: CRISPR komt voor in de natuur. Bacteriën gebruiken CRISPR om aanvallen van schadelijke virussen af te weren. Dringt een virus binnen in de cel van een bacterie, dan knipt CRISPR het virus kapot. Bacterie gered!
• 2000: het DNA van de mens is volledig in kaart gebracht. Onze genetische blauwdruk wordt uitgedrukt in 6,4 miljard (!) letters. Toch weten we nog altijd niet waarvoor elke (combinatie van) letter(s) juist dient.
• 2012: Jennifer Doudna en Emmanuelle Charpentier ontdekken dat we CRISPR kunnen gebruiken om specifieke stukjes DNA op te sporen, weg te knippen én te vervangen door een ander stukje DNA. Niet alleen in bacteriën, maar in om het even welk levend wezen. Vanaf nu kunnen we onze genetische code aanpassen.
• 2018: He Jiankui kondigt in een YouTube-filmpje aan dat hij de genetische code van de tweeling Lulu en Nana heeft aangepast. Hij zou hen immuun gemaakt hebben voor hiv. CRISPR wordt voor het eerst op mensen toegepast. De gevolgen op lange termijn zijn niet duidelijk.

CRISPR, een medicijn tegen corona?

CRISPR komt uit bacteriën, waar het virussen kapotknipt. Corona is een virus ... kunnen we CRISPR dan inzetten in de strijd tegen corona? Dat onderzoeken wetenschappers inderdaad. Nu al gebruiken ze CRISPR bij coronatests in het labo. Het spoort snel stukjes genetische code van het coronavirus op in menselijke DNA-stalen. Zo zien onderzoekers of iemand besmet is.

Wie weet kunnen we CRISPR ooit gebruiken om het coronavirus stuk te knippen in menselijke cellen. Maar zo’n medicijn is niet voor morgen ...

Bronnen: ‘De geknipte genen. Hoe CRISPR onze toekomst zal herschrijven en waarom iedereen dat moet weten’, Hetty Helsmoortel, Borgerhoff & Lamberigts, 2020 | ‘Virussen de wereld uit helpen door in je DNA te knippen: CRISPR uitgelegd’, VRT NWS, 22 mei 2020, www.vrt.be/vrtnws/ nl/2020/05/18/virussen-de-wereld-uit-helpen-door-in-je-dna-te-knippen-crispr/