Onderzoekers KU Leuven slagen erin om menselijke cellen te 'genezen' van mucoviscidose
Onderzoekers van de KU Leuven zijn er in het lab in geslaagd om de fouten in het DNA te herstellen die mucoviscidose veroorzaken. Dat opent mogelijk de weg naar een behandeling voor de ziekte die nu nog ongeneeslijk is. Al is er nog een lange weg te gaan.
Mucoviscidose of taaislijmziekte is een aangeboren, levensbedreigende ziekte die abnormaal taaie slijmen in de longen en andere organen veroorzaakt. De ziekte ontstaat door erfelijke mutaties, foutjes in het DNA, in 1 gen. Onderzoekers van het muco-onderzoekslab van KU Leuven hebben in het lab die mutaties nu heel precies kunnen herstellen.
"We zijn erin geslaagd om heel precies mutaties in het defecte gen aan te passen naar de juiste variant", zegt doctoraal onderzoeker Mattijs Bulcaen (KU Leuven). "Voor het eerst konden we zo muco 'genezen' in menselijke luchtwegcellen."
Wat is mucoviscidose?
Mucoviscidose of taaislijmziekte is een stoornis in het water- en zouttransport in het lichaam, waardoor slijmen niet verdund worden en heel erg taai worden. Dat leidt tot verstoppingen, onder meer in de luchtwegen, darmen, pancreas en zweetklieren. De klachten nemen toe naarmate de ziekte vordert.
Mucoviscidose verloopt bij iedereen anders en bepaalde symptomen kunnen bij de ene persoon niet, en bij de andere net heel sterk aanwezig zijn. De meest voorkomende symptomen zijn chronische hoest, longinfecties en -ontstekingen, diarree, buikpijn en darmverstoppingen.
Mucoviscidose is de meest voorkomende, ernstige, erfelijke aandoening. 1 op de 22 Belgen is drager van de ziekte, maar is zelf niet ziek. Enkel als het kind van beide ouders het gendefect erft, ontstaat de ziekte. In ons land zijn er zo'n 1.400 patiënten.Â
DNA knippen en plakken
De onderzoekers gebruikten een bestaande, maar relatief nieuwe gentherapie: de zogenaamde prime editing-techniek. Die is gebaseerd op de bekende CRISPR-Cas9-methode.
Daarmee konden wetenschappers al stukjes DNA uit genen wegknippen. Ook de KU Leuven deed in 2019 al onderzoek naar muco met eerdere versies van CRISPR. Maar deze techniek werkt niet voor elke DNA-fout en werkte ook niet altijd even precies.
"Met de prime editing-techniek kunnen we een mutatie in het DNA heel precies overschrijven, zonder het zieke gen kapot te knippen", zegt professor Marianne Carlon (KU Leuven), die het onderzoek leidt. "De oorspronkelijke fout wordt hersteld waardoor het gen helemaal hetzelfde is als bij gezonde mensen. Je kan dus echt van een genetische wijziging spreken."
Gekweekte mini-organen
Om te controleren of de genetische aanpassingen gelukt zijn, hebben de onderzoekers organoïden gekweekt uit stukjes weefsel van mucopatiënten. Organoïden zijn microscopisch klein, maar kunnen zowel de structuur als de functie nabootsen van de organen waarvan ze afkomstig zijn.
"Daarin kunnen we meten of de verstoorde zoutstromen terug op gang komen en of de slijmen in de longen terug vochtig worden", zegt onderzoeker Mattijs Bulcaen.
"We hebben ook onderzocht of we per ongeluk geen stukjes DNA aanpassen op plekken die lijken op de plaats waar de fout zit. Maar we hebben nergens in het volledige DNA ongewenste aanpassingen gevonden. Dat bewijst dat deze DNA-techniek heel precies en veilig is."
Behandelingen?
Mucoviscidose is ongeneeslijk, maar er zijn wel steeds meer behandelingen om de symptomen en complicaties te verlichten en te vermijden.
Kaftrio is zo'n nieuw, maar erg duur geneesmiddel. In België wordt het sinds vorig jaar terugbetaald voor patiënten vanaf 6 jaar, maar de medicatie werkt niet voor elke mucopatiënt.
Vroeger stierven mucopatiënten als kind, tegenwoordig is de mediane levensverwachting van een baby met muco 49 jaar.
Van petrischaal naar patiënt
De onderzoekers spreken van een enorme stap vooruit, toch is er nog een lange weg te gaan tot bij de patiënt. "We weten nu hoe we de mutaties kunnen herstellen. De volgende stap is een transportmiddel te ontwikkelen die deze knip- en plaktechniek heel efficiënt naar de juiste cellen in de long kan brengen", zegt professor Carlon.
"Dat zal zeker nog een aantal jaren werk zijn."Â Pas daarna kan de behandeling mogelijk op mensen worden getest.
De onderzoeksresultaten verschijnen in het wetenschappelijk vakblad 'Cell Reports Medicine'.