UMCG bouwt stamcellen en repareert genen

, door Christine Dirkse
foto: Erik Gietema

Veel ziekten ontstaan door beschadiging of verandering van DNA. Onderzoekers zoeken manieren om die ‘foute cellen’ te vervangen door nieuwe cellen waar​van het DNA wel goed is. Onderzoeksbioloog Daniël Warmerdam houdt zich bezig met twee technieken die dat in de toekomst misschien wel mogelijk maken: iPSC en CRISPR/cas9. In het UMCG-onderzoekstinstituut Eriba zal hij onderzoekers die met deze technieken werken ondersteunen. “We bundelen kennis, zodat het onderzoek efficiënter wordt en we meer leren over de kansen die deze technieken bieden.”

“Met het kenniscentrum willen we onderzoeksgroepen ondersteunen bij het maken van stamcellen uit gewone cellen (in vaktermen iPSC) en het veranderen van het DNA van cellen (met CRISPR/cas9)”, legt Warmerdam uit. “Omdat wij daar ervaring mee hebben, kunnen wij hen adviseren bij hun experimenten of ze zelfs voor hen uitvoeren. Dat scheelt hen veel tijd en geld, en de kans dat het experiment lukt is groter.” 

​​Onderzoek naar genen

Er wordt veel onderzoek naar het ontwikkelen van stamcellen gedaan. Ook het veranderen van DNA is belangrijk in veel medisch onderzoek. Veel ziekten ontstaan door fouten in het DNA. Dat geldt niet alleen voor erfelijke ziekten, maar ook voor veel ouderdomsziekten, bijvoorbeeld kanker. Veel onderzoek is er op gericht dat we die ‘foute cellen’ kunnen vervangen door nieuwe cellen, met onbeschadigd DNA. 

“Zo ver is het nog lang niet”, zegt Warmerdam, “maar met de technieken die wij uitvoeren, wordt het onderzoek daarnaar wel bevorderd en komen we steeds een stapje dichter bij toepassingen in de gezondheidszorg.” 

​​​Technieken verbeteren

Warmerdam zelf voert dergelijke medische onderzoeken niet uit. Hij houdt zich bezig met de mogelijkheden en gevaren van de technieken die ze uitvoeren. “Ik ben fundamenteel wetenschapper. Ik zoek niet direct toepassingen voor de praktijk, ik wil gewoon goed leren begrijpen hoe die stamcellen en DNA-technieken precies werken en wat de gevolgen voor de cellen kunnen zijn.” 

Dat is hard nodig. “Hoewel we grote stappen maken met deze technieken, zijn er nog wel vragen bij de veiligheid van de technieken als je het in mensen toepast. Hoe voorkomen we bijvoorbeeld dat die aangepaste cellen veranderen in een tumorcel?” 

Het kenniscentrum kan helpen daar antwoorden op te krijgen. “Omdat we hier met veel onderzoeken te maken krijgen op dit gebied, krijgen wij als wetenschappers een beeld van de problemen die naar voren kunnen komen. We kunnen oplossingen testen en zo de technieken steeds verder verbeteren.”

Ethische vragen

Behalve vragen over de medische veiligheid, zijn er ook andere bezwaren tegen het gebruik van de technieken, vooral van CRIPSR/cas9. In de media wordt hier de laatste jaren veel aandacht aan besteed. “Zodra we gaan sleutelen aan DNA, komen er allerlei ethische vragen,” legt Warmerdam uit. “Want als we dat kunnen, gaan we dan ook een soort supermens te maken?”

Warmerdam is hierover heel duidelijk. “Dat is helemaal niet aan de orde. Het onderzoek heeft een heel ander doel, namelijk mensen helpen. Er is een nieuwe DNA-techniek ontwikkeld, die goed lijkt te werken en mogelijkheden biedt. Natuurlijk moet je dan onderzoeken of dat bruikbaar is om zieke mensen te helpen, om nieuwe therapieën te ontwikkelen.” 

De komst van het kenniscentrum zorgt niet direct dat er meer onderzoek op dit gebied gaat komen. “Het is andersom. Omdat er zoveel onderzoeksgroepen bezig zijn met deze technieken, zijn wij opgestart om dat te faciliteren.”  

​Gezamenlijk onderzoek 

Zo'n kenniscentrum is een relatief nieuw fenomeen, ook in het UMCG. “In de wetenschap gaat het vaak niet alleen om wetenschappelijke vooruitgang, maar ook om persoonlijke prestaties. Iedereen wil nieuwe dingen ontdekken. In dit kenniscentrum zoeken we samen naar oplossingen, we werken heel multidisciplinair.” 

Warmerdam denkt dat dat goed bij Eriba past. “In Eriba​ wordt veel samengewerkt in vraagstukken rondom veroudering, en ook in die onderzoeken wordt veel met veranderingen in DNA gewerkt.” 

Om de opening te vieren is er op 28 april een minisymposium. “Die is voor genodigden, vooral voor wetenschappers uit het UMCG zelf. Zo laten we hen weten wat ze eigenlijk van ons kunnen verwachten en wat wij voor hen kunnen betekenen.”

Wat is iPSC?
Stamcellen zijn cellen die nog niet gespecialiseerd zijn tot bijvoorbeeld huidcel, zenuwcel of spiercel. Onderzoekers hebben jaren geleden al ontdekt hoe je stamcellen in het laboratorium kunt laten specialiseren en laten uitgroeien tot bepaalde soorten cellen. Zo hopen ze nieuwe nieren of een deel van een hart te kunnen laten groeien, die kunnen worden gebruikt voor transplantatie​. Zo zijn er minder orgaandonoren nodig en is de kans op afstoting kleiner.
Het probleem bij stamcelonderzoek was altijd: hoe kom je aan die stamcellen? Ze zitten wel in embryo’s, maar vanwege de embryowet die uit ethische overwegingen niet toestaat om die stamcellen te gebruiken. Andere manieren van stamcellen winnen zijn arbeidsintensief en duur.
Enkele jaren geleden ontdekten wetenschappers hoe ze gespecialiseerde cellen kunnen ‘deprogrammeren’; weer terug veranderen naar stamcellen, zonder specialisatie. In 3 tot 6 maanden zijn de wetenschappers in het kenniscentrum in staat om zo stamcellen te maken. Dat maakt het stamcelonderzoek vele malen eenvoudiger en efficiënter.

​Wat is CRIPSR/cas9?​
Met de techniek CRISPR/Cas9 veranderen wetenschappers genen in het DNA. Het eiwit Cas9 is in staat om een heel specifiek deel van het DNA kapot te knippen. Je kunt Cas9 dus precies naar een bepaald gen sturen.
De cel repareert dat DNA vervolgens weer. Maar die reparatie gaat lang niet altijd goed. Zo ontstaan er cellen met een gen dat niet meer werkt. Als een gen niet meer werkt, is er een mechanisme in de cel kapot. Zo leren wetenschappers voor welk mechanisme dat gen verantwoordelijk is.
Inmiddels zijn wetenschappers ook in staat om die reparatie van het DNA bij te sturen. Zo kunnen ze nieuwe genen in een cel inbouwen. Ze voegen het DNA van dat gen toe aan de cel met het kapotgeknipte DNA. De cel bouwt dat DNA in op de plek van het beschadigde DNA. 
Zo kan CRIPSR/Cas9 ook gebruikt worden om verkeerd werkende genen (bijvoorbeeld het borstkankergen) te vervangen door een goed werkend. Deze techniek werkt al wel, maar moet nog geoptimaliseerd worden voordat het echt gebruikt kan worden om erfelijke aandoeningen te genezen.

Pagina delen Sluiten
 (optioneel)
Wat betekent dit?

Dit is een controle om vast te stellen dat u een menselijke bezoeker van deze pagina bent en geen zoekrobot.