Afgelopen week reageerde de wereld geschokt op het nieuws dat in China de eerste genetische gemodificeerde baby’s geboren zijn. Inmiddels zijn er meer details bekend over dit mogelijk baanbrekende experiment.
Het was afgelopen maandag wereldnieuws: een vrouw in China zou bevallen zijn van een genetisch gemodificeerde tweeling. Of het nieuws écht klopt en de eerste genetische gemodificeerde mens dus geboren is, is nog niet bevestigd door een onafhankelijke bron. Maar de technische details die onderzoeksleider He Jiankui afgelopen woensdag op een wetenschappelijke conferentie gaf, overtuigden de meeste aanwezigen. Maar was het experiment wel verantwoord? Mag je zomaar aan baby’s sleutelen? En is het wel veilig? Daar zijn nog behoorlijk wat twijfels over.
Knippen en plakken
Het doel van het experiment was om het DNA van de baby’s zo te bewerken dat ze immuun zouden zijn voor hiv. Om dit voor elkaar te krijgen, schakelden de onderzoekers een gen uit dat codeert voor CCR5, een eiwit waar hiv gebruik van maakt. Maar ook als je dit gen mist, ben je niet honderd procent beschermd tegen de ziekte. Bovendien is het onbekend wat voor gevolgen het heeft als je het gen – dat een rol speelt in het immuunsysteem – zomaar uitschakelt.
Het team dat de baby’s genetische aanpaste, probeerde de aanpak eerst uit op muizen en apen. Met de CRISPR-methode – een manier om in DNA te knippen en plakken – konden ze het CCR5-gen uitzetten, vertelde He Jiankui. Daarna zagen ze niets geks gebeuren met de gezondheid of het gedrag van de beesten.
Twijfels
Robin Lovell-Badge twijfelt hieraan. Hij is onderzoeker aan het Francis Crick Institute in Londen en was één van de organisatoren van de conferentie waar He zijn methode uitlegde. Volgens Lovell-Badge kunnen immuungenen het hele lichaam beïnvloeden. Een ander muizenonderzoek zou hebben aangetoond dat het weghalen van CCR5 de cognitieve vaardigheden van de muizen verbeterde.
Verbeterde baby’s zijn niet per se goed nieuws. Toen Lovell-Badge aan He vroeg of hij de baby’s ongewild had ‘verbeterd’, antwoordde He dan ook: ‘Ik ben tegen het gebruik van gen-aanpassingen voor verbeteringen.’
Ongewilde mutaties
Een ander gevaar is de kans op ongewilde mutaties. Idealiter knipt en plakt CRISPR alleen op de aangewezen plek in het DNA, maar het is niet zeker of het niet per ongeluk ook een ander stukje DNA aanpast.
Om zulke ongewilde CRISPR-mutaties op te speuren, las het onderzoeksteam het hele genoom van beide ouders af. Daarna haalden ze DNA uit een paar cellen van de gemodificeerde embryo’s – nog voordat ze hen in de buik van de moeder terug stopten – en vergeleken hun DNA met dat van de ouders.
De onderzoekers zagen dat er een aantal mutaties waren opgetreden: een paar plekken waarop het DNA van de baby’s anders was dan dat van hun ouders. Eén van die mutaties – gevonden in de embryo van baby ‘Lulu’ – zou het gevolg kunnen zijn van CRISPR, concludeerde He. Voor de rest van de mutaties geldt dat niet. Dat is geen vreemde conclusie: elk mens heeft ongeveer 100 natuurlijke DNA-mutaties, die per toeval ontstaan en niets te maken hebben met DNA-sleutelaars.
Die eventueel ongewilde mutatie is volgens de onderzoekers ongevaarlijk omdat de verandering op een stukje DNA zit waar geen genen in de buurt liggen. Volgens He wisten de ouders van de mutatie en besloten ze door te gaan met het experiment.
Maar CRISPR-expert Gaetan Burgio van de Australian National University twitterde dat de gebruikte test niet goed genoeg werkt om álle mogelijke DNA-veranderingen op te sporen. De methode zou het bijvoorbeeld niet opmerken als grote stukken DNA verdwenen zouden zijn, schreef hij.
Mozaïekjes
Het laatste grote gevaar dat CRISPR-baby’s lopen, is de kans een genetisch mozaïekje te worden. Als een bevruchte eicel begint met delen voordat het DNA is ver-CRISPR’t, kan het gebeuren dat sommige cellen wél en sommige cellen níet de CRISPR-aanpassingen krijgen. Uit het verhaal van He werd niet duidelijk of dat bij deze baby’s ook is gebeurd.
Uit bloed- en weefseltesten van de placenta en navelstreng bleek bij beide baby’s dezelfde mutatie aanwezig te zijn. Tot zover lijkt er niets aan de hand te zijn. Daarentegen is de mogelijk ongewenste CRISPR-mutatie wel gevonden in embryonale cellen, maar niet in cellen die later afgenomen werden. Dat impliceert dat baby Lulu een mozaïek is van cellen met en zonder die mutatie. Volgens CRISPR-expert Burgio suggereren de resultaten zelfs dat beide baby’s een mozaïek zijn. ‘Ik kan niet geloven dat ze hiermee door zijn gegaan en de embryo’s teruggeplaatst hebben’, zegt hij.
Zulke mozaïekpatronen zijn om twee redenen problematisch. Als een embryo een mozaïek is, dan is een paar cellen testen niet genoeg om uitsluitsel te geven over de gezondheid van de baby. Bovendien is er een kans dat Lulu immuuncellen ontwikkelt van niet-aangepaste cellen. Als dat gebeurt, is ze nog steeds even gevoelig voor hiv als ze was geweest zónder CRISPR-tour.
Wel mutaties, niet resistent
De andere helft van de Chinese tweeling, ‘Nana’, heeft de hiv-resistentie sowieso niet meegekregen. Bij haar zijn slechts 15 ‘DNA-letters’ verwijderd in één van de twee kopieën van het CCR5-gen; dat is waarschijnlijk niet genoeg om dit gen uit te schakelen. En dan heeft ze ook de andere kopie nog.
Het is de vraag waarom de Chinese wetenschappers Nana überhaupt hebben laten uitgroeien tot volwaardige baby, terwijl al in de embryofase duidelijk was dat ze geen hiv-resistentie heeft. Hierover zei He dat de ouders besloten om haar tóch terug te plaatsen in moeders buik.
En dat is nog niet alles. Op dezelfde conferentie vertelde He dat er nog een CRISPR-zwangerschap is. Het verhaal zal dus nog een staartje krijgen.