Nieuw onderzoek: prime editing herstelt cystic fibrosis-mutatie in menselijke longcellen

AmsterdamWetenschappers van het Broad Institute van MIT en Harvard, samen met de Universiteit van Iowa, hebben een nieuwe methode voor genbewerking ontwikkeld die mogelijk kan helpen bij de behandeling van taaislijmziekte. Taaislijmziekte is een veelvoorkomende genetische aandoening waarbij dik slijm zich ophoopt in de longen, wat leidt tot ademhalingsproblemen en infecties. Huidige behandelingen, zoals Trikafta, verbeteren weliswaar de levens van patiënten, maar kunnen bijwerkingen hebben zoals staar en leverschade en zijn erg duur, met kosten van ongeveer $300.000 per jaar.

Prime editing is een nieuwe, nauwkeurige methode voor het wijzigen van genen. Het laat veelbelovende resultaten zien voor het corrigeren van de vaak voorkomende mutatie die cystic fibrosis veroorzaakt, vooral in het CFTR-gen, dat bij 85% van de cystic fibrosis-patiënten voorkomt. In tegenstelling tot andere technieken hoeft prime editing geen dubbele DNA-strengen te breken. Dit kan het proces veiliger en effectiever maken.

Wetenschappers hebben prime editing gebruikt om de mutatie van cystic fibrosis te herstellen in menselijke longcellen, waardoor de celfunctie vergelijkbaar werd met die bereikt door het medicijn Trikafta. Deze methode kan DNA toevoegen, verwijderen of veranderen en veroorzaakt minder ongewenste genetische veranderingen dan de CRISPR/Cas9-techniek.

Mutaties in het CFTR-gen veroorzaken cystic fibrosis door de werking van ionkanalen in het celmembraan te verstoren. De meest voorkomende mutatie is een deletie van drie basenparen, bekend als de CTT-deletie. Deze deletie zorgt ervoor dat het eiwit verkeerd vouwt en afbreekt, wat zijn normale functie belemmert.

Het team onder leiding van David Liu van het Broad Institute heeft zes aanpassingen doorgevoerd om prime editing te verbeteren. Ze hebben de gids-RNA's die de bewerkingen sturen verbeterd, het prime editing-eiwit aangepast en de toegang tot de doelplaats vereenvoudigd.

Lees ook:

Vandaag · 18:00

Onweerswolken verstrooien onverwachte gammagolven in de tropen

De verbeteringen hebben de resultaten aanzienlijk verbeterd. Ze behaalden een efficiëntie van 60 procent in menselijke longcellen en 25 procent in patiëntencellen, wat een grote sprong is ten opzichte van oudere methoden die minder dan 1 procent corrigeerden. Bovendien veroorzaakte de nieuwe methode 3,5 keer minder ongewenste veranderingen.

Om vooruitgang te boeken, moeten onderzoekers manieren vinden om de prime-editing tools effectief te leveren. Dit houdt in dat ze moeten uitzoeken hoe ze deze genbewerkingstechnieken in de luchtwegen van zowel muizen als mensen kunnen krijgen. Nieuwe technieken, zoals het gebruik van kleine lipide deeltjes die naar de longen van muizen kunnen reizen, tonen veelbelovend voor snellere klinische toepassing.

De spannende mogelijkheid van een blijvende behandeling voor taaislijmziekte komt in zicht. Momenteel moeten patiënten dagelijks medicijnen innemen. Als genbewerkingstechnieken zoals prime editing effectief blijken te zijn, kunnen ze de noodzaak van dagelijkse behandelingen verminderen en bijwerkingen terugdringen.

Prime editing betekent een grote vooruitgang voor genetische behandelingen. Deze methode is nauwkeuriger en heeft minder bijwerkingen dan oudere technieken. Toch moeten we voorzichtig optimistisch zijn. De volgende uitdaging is om deze therapie effectief in het lichaam te kunnen overbrengen. Als wetenschappers hierin slagen, kan dit de manier waarop we cystische fibrose en andere genetische ziekten behandelen, revolutioneren, met als doel over te stappen van lopende behandelingen naar mogelijke genezingen.