Schaar van crispr-cas knipt bloedziekten weg: ‘Misschien kunnen we het DNA van kankercellen zelfs kapotknippen’

Het leven van de Amerikaanse Victoria Gray draaide vaak om pijn. De 38-jarige moeder van vier kinderen uit een stadje in Mississippi heeft de erfelijke bloedziekte sikkelcelanemie. Haar lichaam maakt rode bloedcellen in de vorm van een halve maan. Doordat het lijf die ongewone cellen snel afbreekt, ontstaat chronische bloedarmoede. Door het samenklonteren van die cellen leefde ze met aanvallen van nare botpijnen.

Victoria Gray is de eerste patiënt ooit die werd behandeld met de revolutionaire techniek crispr-cas. Daarover sprak ze eerder dit jaar op een wetenschappelijke conferentie in Londen. Ze werd ingevlogen om te vertellen dat ze genezen is, en geen pijn meer heeft. Ze leidt nu een normaal leven – op nogal wat media-aandacht na.

In de afgelopen maand maakte eerst de Britse en toen de Amerikaanse medicijnwaakhond bekend dat ze de behandeling goedkeuren die Gray een ander leven heeft gegeven. En daarmee komt er voor het eerst een therapie op de markt op basis van genetisch knippen met crispr. De techniek die al jarenlang genoemd wordt als grote belofte in de geneeskunde, is daarmee het medische lab ontstegen. De Europese medicijnwaakhond Ema heeft de behandeling nog niet toegelaten, maar dat lijkt een kwestie van tijd.

Rem op gen wegknippen

Met crispr-cas kunnen wetenschappers het DNA van mensen, dieren en planten aanpassen. Dat werkt op basis van een gewiekst lichaamseigen afweersysteem van bacteriën. Cas9 is een eiwit met maar één taak: vreemd DNA van virussen kapot knippen. Deze cas9-schaar werkt samen met crispr, een code die het vreemde DNA herkent. Wetenschappers Jennifer Doudna en Emmanuelle Charpentier bedachten hoe je deze crispr- en cas-schaar op elke gewenste plek in het DNA kan laten knippen. Daarvoor wonnen ze in 2020 de Nobelprijs voor de Scheikunde.

Bij sikkelcelanemie draait de methode om de aanmaak van hemoglobine. Bij deze groep patiënten werkt namelijk het hemoglobine-gen niet goed. Maar iedere baby gebruikt tot de geboorte nog een tweede, foetaal hemoglobine-gen. En dit is niet aangetast bij sikkelcelanemie. Bij de nieuwe behandeling wordt met crispr-cas deze ‘babyvorm’ van hemoglobine weer geactiveerd door de rem erop weg te knippen.

Voor patiënten is zo’n behandeling niet niks. Eerst moeten beenmergstamcellen worden verzameld, waar dan in het lab aan gesleuteld wordt. Maar voordat die bewerkte cellen teruggeplaatst worden, moeten lichaamscellen gedood worden die het ziekmakende hemoglobine produceren. En daarvoor moet de patiënt chemotherapie ondergaan. Maar als het werkt, is de oplossing permanent. Met die eenmalige, desondanks zware, behandeling, worden de symptomen tot stilstand gebracht.

Goed te controleren

“Dat is een mijlpaal, ik vond de studies overtuigend”, reageert Rob Wolthuis, moleculair bioloog bij het Amsterdam UMC. Als hoofd van de oncogeneticagroep werkt hij sinds een jaar of zeven met de crispr-techniek in zijn lab. Een belangrijk gegeven is volgens Wolthuis dat de risico’s van de behandeling ‘goed te controleren zijn’. Dat komt doordat de cellen in het laboratorium, dus buiten het lichaam, gerepareerd worden. “Je kan ze eerst heel goed onderzoeken voordat je ze terugplaatst, zodat je weet dat er geen ongewenste effecten optreden.”

Dat bloedziekten als sikkelcelanemie en het aanverwante thalassemie als eerste in aanmerking komen voor een crispr-behandeling, ligt volgens hem ook voor de hand omdat het mogelijk is deze via stamcellen in het beenmerg uit het lichaam te halen. De cas9-schaar het lichaam insturen om bijvoorbeeld cellen in organen te repareren is alweer een stapje moeilijker, ook omdat minder goed te controleren is of er nevenschade ontstaat. “Je moet heel zeker weten dat het knipje niet op de verkeerde plek wordt gezet.”

Bij de behandeling voor sikkelcelanemie, Casgevy gedoopt, wordt de allervroegste vorm van de crispr-techniek gebruikt, vertelt Wolthuis: het simpelweg wegknippen van een stukje DNA. Inmiddels zijn onderzoekers in het lab al bezig met nieuwere ‘biotechnologische trucjes’, om andere manieren van DNA-veranderingen mogelijk te maken. “Dus niet alleen knippen, maar op de weggeknipte plek in het DNA iets vervangends invoegen of een deeltje aanpassen.”

Crispr-cas en kanker

Wolthuis gebruikt in zijn lab crispr-cas om onderzoek te doen naar kankercellen. Zo kijkt hij of hij de zwakheden van de cellen ermee bloot kan leggen. “Misschien kunnen we het DNA van kankercellen zelfs wel kapotknippen.”

Ook is het mogelijk om tijdens omvangrijke crispr-experimenten te kijken naar die vermaledijde resistentie van tumorcellen. Kankerbehandelingen met crispr zullen nog wel een tijdje op zich laten wachten, denkt Wolthuis. Onderzoek is nog in volle gang.

Mede om dat verder te ontwikkelen, richt het Amsterdam UMC in 2024 een Crispr Center op, vertelt Wolthuis. Daar moet ook nagedacht worden over de grote vragen die crispr met zich meebrengt, zoals hoever het knippen en plakken met genen precies mag gaan, wie er toezicht houdt op de risico’s, wie de crispr-behandelingen gaat uitvoeren en of behandelingen ook betaalbaar kunnen worden.

Dat laatste is nu nog een probleem. De behandeling die Victoria Gray onderging, zal voorlopig ongeveer 2 miljoen euro kosten. En dat is schrijnend omdat veel patiënten met sikkelcelanemie in armere landen wonen, onder meer in Afrika.