Oorspronkelijk gepubliceerd op 3/11/2019 – 19:40 door Pieter-Jan FreesDavid Michiels
Dit artikel werdt oorpronkelijk gepubliceerd op de oude Schamper site. Toen deze uit gebruik werd genomen, werden alle artikels overgezet.
DNA is een complex molecuul waarin onze genetische informatie vervat zit en die je terugvindt in elke menselijke cel. Hoe een wezen functioneert en hoe het eruitziet, is gecodeerd in de structuur, voorgesteld door vier nucleotiden met de letters A, T, C en G die gepaard gaan met een vaste tegenhanger (A met T, en C met G). Verander de unieke sequentie en je verandert een heel wezen.
Doorbraak in DNA-land
De mens ontdekte DNA en natuurlijk begonnen wij, nieuwsgierige sloebers, eraan te sleutelen. Zo ontwikkelden wetenschappers technieken om stukjes DNA in bacteriën te stoppen voor medicinaal onderzoek. Dit knippen en plakken binnen genen evolueerde met de tijd naar concreet erfelijk onderzoek. Er waren zelfs patenten voor in het lab ontwikkelde microben. Met dit soort microben produceren we vandaag de dag onder andere groeihormonen, die we voorheen moesten verkrijgen uit reeds bestaande organismen.
Ze injecteren hun genetische code in bacteriën, nemen ze over en gebruiken ze als hun eigen kleine fabriekje
Kort na deze eerste doorbraken kwam er ook vooruitgang in de menselijke modificatie. In een van de eerste geslaagde experimenten probeerde men baby’s de genetische informatie te geven van drie verschillende mensen. Deze kinderen waren de eerste mensen met drie biologische ouders: angstaanjagend en waarschijnlijk onethisch, maar wel cool. Het aanpassen van genetisch materiaal was echter enorm duur en tijdrovend. Alles veranderde toen de CRISPR-technologie aanviel. Het is voorlopig nog moeilijk om in te schatten van welke omvang de CRISPR-revolutie zal zijn, maar om een idee te geven: dankzij CRISPR namen de kosten van menselijke modificatie met 99% af. Bovendien duurt het nu in plaats van een jaar slechts enkele dagen om de experimenten uit te voeren, al is dit laatste afhankelijk van het proefdier: zo is de genetische code van een vlo veel minder complex dan die van een mens of van een olifant.
Het ABC van CRISPR
Opmerkelijk genoeg bestaat CRISPR al heel lang in de natuur. Bacteriën en hun aartsvijanden, de bacteriofagen, zijn al miljarden jaren verwikkeld in een wrede oorlog. Deze virussen injecteren hun genetische code in bacteriën, nemen ze over en gebruiken ze als hun eigen kleine fabriekjes. De bacteriën proberen zich hiertegen te verzetten, maar hun bescherming is meestal te zwak. Diegene die toch overleven, beginnen zichzelf opnieuw te ontdekken. De waakzame overlevenden slaan een deel van het DNA van hun belagers op in hun eigen genetische code: een DNA-archief dat, aangevuld met eigen bacterieel DNA, wij ondertussen kennen als CRISPR. Wanneer het virus weer aanvalt, maakt de bacterie snel een RNA-kopie vanuit zijn archief en haalt zijn superwapen boven: een eiwit genaamd Cas9. Deze proteïne scant de bacterie op tekenen van de indringer door elk deeltje DNA te vergelijken met het proefmonster uit het archief. Bij een exacte match wordt de proteïne actief en wordt het vijandelijke DNA eruit gesneden.
CRISPR is zot cool
Toen men ontdekte dat het CRISPR-systeem programmeerbaar is, begon de wetenschappelijke revolutie pas echt. Je hoeft enkel een staaltje van het DNA toe te voegen en stopt het systeem daarna in een levende cel. Deze techniek is zeer precies en zorgt ervoor dat CRISPR makkelijk te gebruiken en relatief goedkoop is. Het biedt het vermogen om genen in- en uit te schakelen, levende cellen te bewerken en om DNA van wezens te bestuderen. Ten slotte werkt dit ook voor elk type cel: planten, dieren, micro-organismen en dus ook mensen.
Waarom mag ik mijn zoon geen supersoldaat maken? Of hem de beste baard ter wereld geven?
In 2015 gebruikten wetenschappers CRISPR voor de eerste keer om het HIV-virus uit levende cellen te proberen snijden. Slechts een jaar later kwamen ze met een groter project waarbij ratten die het HIV-virus droegen in bijna al hun lichaamscellen, geïnjecteerd werden met CRISPR in combinatie met de meer gebruikelijke antiretrovirale therapie. Die kan het HIV-virus bij besmetting enkel bestrijden zolang het de cellen van het organisme nog niet is binnengedrongen. Hierdoor kan het beëindigen van ART-therapie resulteren in het heractiveren van het HIV-virus. Als resultaat van de toegevoegde CRISPR-behandeling was nu meer dan vijftig procent van het virus uit hun lichaam verwijderd. Virussen die zich verstoppen in menselijk DNA kunnen we dus misschien op dezelfde manier uitroeien. CRISPR lijkt een wondermiddel te zijn voor al onze kwalen, maar is deze revolutionaire techniek wel zo onschuldig als ze lijkt? Spijtig genoeg heeft recenter onderzoek ook de vermoedens bevestigd dat CRISPR bij incorrect gebruik verschillende soorten kanker kan veroorzaken. Er is dus geen garantie dat CRISPR ooit echt gebruikt kan worden op mensen.
CRISPR is zot raar
Daarnaast proberen wetenschappers binnen dit veld ook genetische ziektes tegen te gaan, gaande van schadeloos tot fataal en van onaangenaam tot levenslang lijden. Met instrumenten zoals CRISPR zouden we, theoretisch gezien dan, veel van deze kwalen kunnen verhelpen. Zo is het opmerkelijk dat meer dan drieduizend bekende genetische ziekten worden veroorzaakt door één enkele onjuiste letter in je DNA. Deze kan erfelijk bepaald zijn, of het resultaat van een mutatie; een imperfecte overname van de oorspronkelijke genetische code. Er wordt al gewerkt aan een aangepaste versie van Cas9 die is gemaakt om één kleine letter te wijzigen en zo de ziekte in de cel te genezen. Zodra we een gemodificeerd immuunsysteem bezitten met een bibliotheek van potentieel gevaar, zouden we immuun kunnen worden voor de meeste ziekten die de mensheid vandaag de dag plagen.
Natuurlijk is de tot nu toe besproken aanpak slechts een persoonlijke oplossing. Tenzij je ze gebruikt in voortplantingscellen in het lab of bij heel vroege embryo’s, neem je die gefixte genen spijtig genoeg mee in het graf. CRISPR kan dus veel efficiënter gebruikt worden voor de creatie van gemodificeerde mensen en designerbaby’s. Dit betekent dan wel een geleidelijke, maar ook onomkeerbare verandering van de menselijke genenpoel. Dit natuurlijk alleen als de gemodificeerde mensen hun aangepaste eigenschappen doorgeven aan het nageslacht. Dit kan zich verspreiden over generaties en langzaamaan ook bijkomende aanpassingen met zich meebrengen wanneer het gen net als elk ander gen op willekeurige wijze muteert.
CRISPR is zot eng
CRISPR de hemel inprijzen lijkt makkelijk, maar het brengt, naast de overduidelijke gevaren, ook een ethisch debat met zich mee. En hoe verder de technolgie vordert, hoe sterker het debat opflakkert. Zodra CRISPR op mensen gebruikt werd, ging er een wereld aan mogelijkheden open. Terwijl genetische modificatie meer geaccepteerd wordt, zeker wat de behandeling van ziektes betreft, zal de verleiding tot esthetische aanpassingen ook groeien. Als je je kind immuun maakt voor HIV, waarom geef je hem dan ook geen verbeterde stofwisseling, grootte of spiermassa? Waarom mag ik mijn zoon geen supersoldaat maken? Of hem de beste baard ter wereld geven? Waarom geen übermensch, terwijl je toch bezig bent? Je voelt zelf al aan dat het een risico inhoudt wanneer ‘gemodificeerde mensen’ de nieuwe standaard zouden worden.
Het is belangrijk te beseffen dat we mensen, al voor hun geboorte, preselecteren op basis van medische condities
Het is ook zo dat we de klok niet kunnen terugdraaien. Neem bijvoorbeeld het syndroom van Down: in Europa wordt 92% van de zwangerschappen waarin het gedetecteerd wordt, beëindigd. Testen op genetische ziektes is de standaard geworden voor zwangere vrouwen. Het is belangrijk te beseffen dat we mensen, al voor hun geboorte, preselecteren op basis van medische condities. Is de techniek een positieve stap vooruit of neigt dit naar een nieuwe vorm van eugenetica? Ieder van ons heeft gebreken en een aantal hiervan zijn aangeboren. Hieruit vloeit een onverwachte vraag: hoe zouden wij, imperfecte mensen, aarden in de maatschappij van de toekomst? En daarna: hoe ver mogen we gaan met onze drang naar perfectie? Wie heeft het recht op het maken van zulke beslissingen? Die gedachten zijn best beangstigend, maar we hebben veel te winnen en genetische ontwikkeling kan een nieuwe stap in de evolutie van de mensheid betekenen. Wat ooit sciencefiction was, begint stilaan werkelijkheid te worden.