Wat kunnen we (niet) met CRISPR-Cas?
Misschien heb je weleens gehoord van CRISPR-Cas, of simpelweg CRISPR, een moleculair gereedschap dat stukken DNA wegknipt of vervangt door andere stukken DNA. Het is een techniek die wetenschappers de afgelopen jaren steeds meer gebruiken, waar politici in Brussel uitspraken over deden, en die Emmanuelle Charpentier en Jennifer Doudna de Nobelprijs voor scheikunde opleverde. Wat kunnen wetenschappers daar precies mee? En wat niet?
CRISPR-Cas werkt in mensen, maar ook in andere organismen, zoals dieren, bacteriën en planten. Soms lijkt het wel alsof biologen elk vraagstuk of probleem willen oplossen met deze populaire techniek. Er is een hoop mogelijk, maar CRISPR-Cas heeft ook zijn beperkingen. Wat is er wel en niet mogelijk met CRISPR-Cas? Biotechnologie.nl zet in de animatie hieronder een paar voorbeelden op een rij (lees hier de uitgeschreven tekst).
Transcript van de animatie
De (on)mogelijkheden van CRISPR-Cas
Met een moleculair gereedschap dat genetisch materiaal knipt en aanpast, heeft de biotechnologie enorme sprongen gemaakt. We kunnen steeds meer met dit nieuwe DNA-bewerkingsgereedschap. Wat is er mogelijk en waar liggen de grenzen? Klik op de afbeeldingen en ontdek wat wel en niet mogelijk is.
Bloedarmoede genezen
Ja. Enkele erfelijke varianten van bloedarmoede zijn te genezen door een genetische ingreep. Dat geldt bijvoorbeeld voor sikkelcelziekte en thalassemie. Die ziekten ontstaan door een fout in het hemoglobine, het stofje in het bloed dat zuurstof door het lichaam vervoert. CRISPR-Cas schakelt een alternatieve variant van hemoglobine aan in ons lijf, die normaal alleen bij baby’s actief is. Tot nu toe is deze methode bij een handvol patiënten getest. Een van de eerste sikkelcelpatiënten behandeld met CRISPR maakt het nu, ruim een jaar later, nog steeds goed zonder medicijnen of bloedtransfusies.
Dieren klonen
Nee. Klonen heeft te maken met DNA, maar werkt op een andere manier en schaal dan CRISPR-Cas. Een dier klonen is in feite een kopie maken van het dier, waarbij de genetische informatie van de zoon of dochter precies gelijk is aan die van de ouder. Wetenschappers plaatsen de celkern van de ouder, het deel van een cel waar al het DNA in zit, in een lege eicel. Die eicel groeit dan uit tot een nieuw dier.
Botbreuken repareren
Nee. Een bot is een levend weefsel van cellen, bloedvaten en zenuwen. Daarom doet een botbreuk ook behoorlijk pijn. Of het nu gaat om een klein scheurtje, of een volledig verbrijzeld bot: CRISPR-Cas gaat je niet genezen. Een breuk ontstaat meestal door een vervelende val, een ongeluk of overbelasting en niet door een foutje in het DNA. Het bot herstelt door stamcellen naar de plek van de breuk te sturen die daar botweefsel vormen dat langzaam hard wordt.
Meer voedsel groeien
Ja. Groente en fruit hebben het zwaar te verduren met aanhoudende warmte, droogte of juist natte periodes. Hun DNA beschrijft hoe ze reageren op zulke omstandigheden. CRISPR-Cas kan bepaalde stukken DNA uit- of juist aanschakelen waardoor de planten zich beter staande weten te houden in extreme omstandigheden. Zo maakten wetenschappers bijvoorbeeld mais- en rijstplanten die beter tegen droogte kunnen. Daarnaast hebben onderzoekers dit jaar in die twee planten een stukje DNA gevonden dat de hoeveelheid mais- en rijstkorrels bepaalt. Door dat stukje DNA uit te schakelen met CRISPR-Cas, levert iedere plant tot tien procent meer voedsel.
Orgaandonatie
Ja. CRISPR-Cas maakt orgaandonatie makkelijker. Donororganen zijn schaars. Vorig jaar stonden meer dan duizend Nederlandse patiënten op de wachtlijst. Organen van dieren vormen een mogelijke oplossing. Normaal stoot een mensenlichaam zo’n dierenorgaan af, maar met CRISPR-Cas kunnen wetenschappers het DNA van het dier, en daarmee de organen, zo aanpassen dat die afweerreactie niet of nauwelijks optreedt.
Van geslacht veranderen
Nee. Ons biologisch geslacht ligt vast in het DNA, toch kan CRISPR dat niet zomaar aanpassen. Bij mensen en andere zoogdieren bepalen de geslachtschromosomen het geslacht. Vrouwen hebben twee gelijkvormige geslachtschromosomen: twee X-chromosomen, terwijl mannen twee verschillende hebben: een X- en een Y-chromosoom. Die chromosomen bevatten tussen de honderd en duizend genen. CRISPR-Cas kan dan wel eenvoudig een of enkele genen aanpassen, maar geen grote stukken DNA wijzigen.
Syndroom van Down genezen
Nee. Mensen met het downsyndroom hebben in hun lichaamscellen een extra chromosoom, een streng met genetisch materiaal. Normaal gesproken hebben mensen twee exemplaren van ieder chromosoom. Iemand met het downsyndroom heeft drie kopieën van chromosoom nummer 21. CRISPR kan wel kleine stukjes DNA knippen en aanpassen, maar niet een heel chromosoom. CRISPR-Cas kan daarom het downsyndroom niet behandelen.
Gezonder eten maken
Ja. Vanaf 2021 liggen ze in Japan al in de winkel: tomaten met extra veel van het stofje Gamma-aminoboterzuur. Dat stofje zit van nature in voeding zoals tomaten, tuinbonen en noten en werkt bloeddrukverlagend. Een Japans bedrijf paste met CRISPR-Cas het DNA van tomaten zo aan dat ze nog meer van het bloeddrukverlagende stofje maken. Eerder deden wetenschappers dat ook in rijst.
Malaria tegengaan
Ja. Muggen zijn dragers van malaria, maar ook andere ziekten zoals westnijlkoorts, zikakoorts en gele koorts. De parasiet die malaria veroorzaakt, leeft in een mug zonder dat het beestje er last van heeft. Met CRISPR-Cas schakelen wetenschappers een stukje DNA uit in malariamuggen waardoor de parasiet minder makkelijk in hun lijf overleeft. Als gevolg daarvan raken ook minder mensen besmet.
