Amerikaanse onderzoekers hebben in schimmels en dieren een variant van het genbewerkingsgereedschap CRISPR-Cas ontdekt. De nieuwe variant maakt gentherapie in de toekomst wellicht makkelijker, maar daar zijn wel nog verdere ontwikkelingen voor nodig.

De DNA-herschrijver CRISPR-Cas kenden wetenschappers tot nu toe alleen uit micro-organismen zoals bacteriën. Nu blijkt CRISPR een neefje te hebben in complexe cellen, zoals die in dieren en planten. Dat melden Amerikaanse onderzoekers in een sneak preview van het artikel dat klaarligt voor publicatie. Ze noemen deze nieuwe variant “Fanzor” en vonden die in de venusschelp, in een amoebe en in een schimmel. Net als CRISPR-Cas knipt Fanzor DNA doormidden. Dat werkt ook in menselijke cellen, wat het een interessante kandidaat maakt voor de behandeling van erfelijke aandoeningen.  

Compact

Een voordeel van de DNA-schaar Fanzor ten opzichte van het al bekende CRISPR-Cas, is dat het een stuk kleiner is dan CRISPR-Cas. Dat vergemakkelijkt gentherapie, een behandeling waarbij artsen een ‘gezonde’ kopie van een gemankeerd gen in het lichaam brengen. De meeste gentherapieën verpakken hun ingrediënten in onschadelijke virussen. Als een soort bezorgsysteem leveren zij materialen op de juiste plek in het lichaam, waarna de onderdelen het patiënten-DNA openknippen en de gezonde kopie ertussen plakken.

“Het probleem is dat virussen beperkte laadruimte hebben”, vertelt moleculair bioloog Joost Schimmel. Hij is niet betrokken bij het onderzoek, maar werkt in het Leids Universitair Medisch Centrum (LUMC) aan CRISPR-Cas. Verklein je het moleculair gereedschap, dan passen alle materialen misschien in één virusdeeltje, wat de behandeling veel effectiever maakt dan wanneer je de lading verspreid over meerdere virussen.

Toch is het nog te vroeg om Fanzor in klinieken te zien. De onderzoekers hebben tot nu toe slechts aangetoond dat het gereedschap DNA knipt. De CRISPR-techniek daarentegen is al veel verder doorontwikkeld en kan bijvoorbeeld met chirurgische precisie een enkele DNA-letter veranderen of een nieuw stuk DNA toevoegen. Of de nieuwe variant zich ook zo laat hacken en geavanceerde bewerkingen uit kan voeren, moeten wetenschappers nog uitzoeken.

Zeldzaam of verstopt

CRISPR-Cas is al zeventien jaar lang het onderwerp van vele studies en leverde Jennifer Doudna en Emmanuelle Charpentier in 2020 de Nobelprijs voor de scheikunde op. Dat het zo lang duurde voordat ze een variant in dieren en schimmels vonden, komt doordat Fanzor niet zo op CRISPR-Cas lijkt. Pas toen de biologen de voorouder van CRISPR-Cas bestudeerden, zagen ze de overeenkomsten met Fanzor-eiwitten. Tot nu ontdekten ze Fanzor alleen in een handjevol organismen. Mogelijk hebben de Amerikaanse wetenschappers ook in het DNA van andere organismen gezocht naar Fanzor, maar die nog niet gevonden. “Misschien komen ze daar gewoon niet voor, of heeft de evolutie ze zodanig veranderd, dat ze heel moeilijk te vinden zijn”, aldus Schimmel.

In bacteriën vormt CRISPR-Cas een soort immuunsysteem dat ziekteverwekkers aanvalt. Wat de functie van zijn neefje Fanzor is, is nog onduidelijk. De auteurs vermoeden dat ze springende genen helpen verplaatsen. Zoals de naam doet vermoeden, verplaatsen springende genen zich van de ene naar de andere plaats in het genoom. Daarbij moeten ze zichzelf uit het omringende DNA knippen en op een andere plek weer vastlijmen. Wetenschappers vermoeden dat Fanzor ze daar een handje bij helpt, maar dat moet nog bevestigd worden.

Met hun studie bewijzen de Amerikaanse onderzoekers dat DNA-knip-en-plakgereedschap in alle domeinen van het leven bestaat. Tegelijkertijd roept de ontdekking van Fanzor nieuwe vragen op. “We staan weer bij start”, zegt Schimmel. “Net als bij het CRISPR-Cas-onderzoek tien jaar geleden”. De Amerikaanse onderzoekers hebben aangegeven dat ze het onderzoek zullen voortzetten. Ook andere biologen wereldwijd zullen zich ongetwijfeld verdiepen in deze CRISPR-Cas-variant. Wellicht leidt dat over een aantal jaar tot effectievere behandelingen van erfelijke aandoeningen.