Voor het eerst DNA-herschrijver direct in lichaam van patiënt getest

Het bedrijf Prime Medicine uit Cambridge, Massachusetts, heeft begin oktober de eerste patiënt behandeld in een nieuwe klinische studie. De deelnemer kreeg een infuus met miljarden kopieën van een zogeheten prime editor: een precisie-instrument dat fouten in DNA kan opsporen en herstellen. Het bijzondere is dat de editor dit keer niet buiten het lichaam op cellen werd toegepast, maar via het bloed rechtstreeks naar de lever werd gestuurd. Dat is voor deze technologie wereldwijd een eerste. Resultaten over de veiligheid en werking worden pas volgend jaar verwacht.

De patiënt heeft de ziekte van Wilson, een zeldzame erfelijke aandoening waarbij het lichaam koper niet goed kan afvoeren. Door een fout in één gen hoopt koper zich op in de lever, en later ook in de hersenen en het zenuwstelsel. Onbehandeld leidt dat tot blijvende schade. Patiënten slikken nu dagelijks medicijnen, maar een eenmalige behandeling die de oorzaak wegneemt zou voor hen een enorme verbetering zijn.

Hoe werkt een genetische tekstverwerker

Prime editing is een geavanceerde vorm van CRISPR, de gentechnologie waarmee DNA gericht kan worden aangepast. De klassieke CRISPR-methode knipt beide strengen van de DNA-dubbele helix door, waarna de cel het herstelt. Dat werkt, maar gaat soms mis: in sommige gevallen raakten hierdoor hele stukken van een chromosoom verloren. Wetenschappers noemden dat destijds 'genoomvandalisme'.

Om dat risico te verkleinen, ontwikkelden onderzoekers zachtere varianten. Base editing kan één DNA-letter vervangen zonder de dubbele helix helemaal door te knippen. Vorig jaar werd hiermee voor het eerst een baby behandeld met een levensbedreigende genetische ziekte. Prime editing, uitgevonden in 2019 door bioloog David Liu, gaat nog een stap verder. De techniek knipt maar één DNA-streng en gebruikt een stukje begeleidend RNA, de pegRNA, als blauwdruk voor de gewenste aanpassing. Een derde onderdeel van het systeem schrijft die instructie vervolgens over in nieuw DNA, dat de cel zelf inbouwt. Daardoor kan prime editing niet alleen losse letters vervangen, maar ook stukjes genetische code toevoegen of verwijderen. Volgens de uitvinders zou de techniek in theorie tot 89 procent van alle bekende ziekteveroorzakende DNA-fouten kunnen herstellen.

Van laboratoriumcellen naar het lichaam zelf

Prime Medicine testte de technologie eerder al bij een zeldzame afweerziekte, chronische granulomateuze ziekte. Daarbij werden bloedstamcellen van patiënten buiten het lichaam bewerkt en daarna teruggeplaatst. Dat werkte, maar is duur en arbeidsintensief: voor elke patiënt moest een eigen batch cellen worden bewerkt. Daarom stapte het bedrijf over op een methode die DNA direct in het lichaam aanpast.

Het nieuwe middel, PM577a, verpakt de prime editor in minuscule vetbolletjes die via de bloedbaan vooral in de lever terechtkomen. Niet elke cel moet worden gecorrigeerd: volgens het bedrijf is herstel van 20 tot 30 procent van de levercellen al genoeg voor een medisch effect. Proeven met apen en muizen verliepen veelbelovend. Bij apen werd ongeveer de helft van de levercellen bewerkt, zonder noemenswaardige bijwerkingen. Bij muizen met de ziekte van Wilson werd zelfs 80 procent van de cellen gecorrigeerd. Deze dierproeven zijn nog niet in een wetenschappelijk tijdschrift gepubliceerd. Als de behandeling bij mensen veilig blijkt en de koperopbouw blijvend tegengaat, denkt Prime Medicine de techniek ook te kunnen inzetten tegen andere mutaties en andere erfelijke ziekten.