Gentherapie in de maak voor amyotrofische laterale sclerose

15-02-2018

CRISPR-Cas9-technologie blijkt de levensduur te verlengen van muizenmodellen van ALS.

Voor het eerst hebben onderzoekers CRISPR-Cas9-genbewerkingstechnologie gebruikt in muizenmodellen om een gen af te remmen dat amyotrofische laterale sclerose (ALS) veroorzaakt. Dat staat in een testverslag dat werd gepubliceerd door Science Advances. Deze benadering verlengde de levensduur van de muizen met 25% en zou volgens het verslag mensen met ALS ten goede kunnen komen.

Vooral belangrijk is dat de experimentele gentherapie de aanvang vertraagde van de spieraftakeling die wordt geassocieerd met ALS, een fenomeen dat zich kan doorzetten en fataal kan worden. Hoewel de genetische oorzaken van ALS niet altijd gekend zijn, sterven bij alle patiënten de motorneuronen af en is er steeds sprake van controleverlies over de spieren.

"In staat zijn motorneuronen te redden en de controle ervan over de spierfunctie te vrijwaren, vooral die van het middenrif, is cruciaal om niet alleen patiënten te redden, maar ook hun levenskwaliteit op peil te houden", zegt senior auteur David Schaffer, FRCP, FRCPsych.

Voor de test werden muizen geprogrammeerd om een gemuteerd gen uit te drukken dat 20% van de overgeërfde gevallen van ALS veroorzaakt. De auteurs gebruikten een virus dat selectief op zoek gaat naar motorneuronen in het ruggenmerg om een gen af te leveren dat het Cas9-eiwit encodeert in de kern.

De test wees uit dat, toen het virus de kern bereikte, het Cas9-eiwit het ALS-veroorzakende gen uitschakelde. Meer specifiek werd Cas9 geprogrammeerd om het gemuteerde SOD1-gen te verwijderen.

De auteurs stelden vast dat de gentherapie de aanvang van ALS met bijna 5 weken uitstelde. Ook bleek dat muizen die werden behandeld met de gentherapie een maand langer leefden dan de typische 4 maanden die een muis met ALS nog te leven heeft.

Bij het intreden van de dood bleken de overlevende motorneuronen in de muizen diegene te zijn die het Cas9-eiwit bevatten. Deze bevindingen suggereren dat het eiwit de motorneuronen mogelijk voor afsterven behoedt.

"De behandeling genas de ALS-muizen niet", zegt dr Schaffer, "maar gebaseerd op wat volgens mij een sterk conceptbewijs is, zou CRISPR-Cas9 een therapeutische molecule voor ALS kunnen zijn. Mits bijkomende optimalisering van het afleveren van CRISPR-Cas9 in een groter percentage cellen, zullen we, zo denken we, de levensduur nog meer zien verlengen."

Volgens het testverslag is het verwijderen van de mutatie uit de hersen- en ruggenmergcellen die de motorneuronen ondersteunen een serieuze uitdaging voor het ontwikkelen van een gentherapie die ALS kan genezen.

De auteurs ontwikkelen momenteel een hyperaangepast adenogeassocieerd virus (AAV) dat Cas9 kan afleveren aan astrocyten en oligodendrocyten, wat een invloed kan hebben op aangrenzende cellen.

"Meestal blijf ik erg voorzichtig, maar in dit geval koester ik goede hoop dat als we in staat zijn SOD1 niet alleen in de neuronen maar ook in de astrocyten en ondersteunende glia uit te schakelen, de levensduur aanzienlijk zal worden verlengd", zegt dr Schaffer.

Het testverslag vermeldt ten slotte dat het team ook een zelfvernietigingsschakelaar voor Cas9 ontwikkelt, zodat het eiwit geen andere genen wijzigt na het verwijderen van SOD1.

"We hebben nieuwe AAV-vehikels ontwikkeld die in staat zijn een zeer efficiënte levering aan een aantal cel- en weefseldoelwitten in het lichaam te verzorgen, en CRISPR-Cas9 biedt ons een uitstekende gelegenheid om een ongelooflijk krachtige cargo samen te stellen met het potentieel om deze cargo in vivo naar een aantal cellen en ziektedoelwitten te brengen", zo besluit hij.

 

Vertaling: Bart De Becker

Bron: The American Journal of Pharmacy Benefits

Eerste stap naar CRISPR-remedie tegen ALS

(samenvatting)

Wetenschappers van de University of California in Berkeley hebben voor het eerst CRISPR-Cas9-bewerking gebruikt om een gebrekkig gen dat amyotrofische laterale sclerose veroorzaakt uit te schakelen bij muizen, waardoor hun levensduur met tot 25 procent wordt verlengd.

Adeno virus

Diagram van een adenogeassocieerd virus, een goedaardig virus dat Schaffer gebruikt om Cas9-genen naar de hersen- en ruggenmergcellen te voeren. Schaffer ontwikkelt deze virussen zodanig dat ze specifieke types cellen als doelwit kiezen en immuuncellen ontwijken die hen trachten te vernietigen.

De therapie stelde de aanvang van spieraftakeling uit die zo typisch is voor de ziekte, die resulteert in progressieve zwakte en uiteindelijk dodelijk blijkt als de ademhalingsspieren het laten afweten.

Deze eerste stap in de richting van een CRISPR-remedie voor ALS bij mensen komt aan bod in het nummer van 20 december van het tijdschrift Science Advances.

De muizen werden dusdanig genetisch gemanipuleerd dat ze een gemuteerd menselijk gen uitdrukken dat bij mensen aan de basis ligt van zowat 20 procent van alle overgeërfde vormen van de ziekte en circa 2 procent van alle ALS-gevallen wereldwijd. Hoewel de genetische oorzaak niet bij alle gevallen van ALS gekend is, gaat de ziekte altijd gepaard met het voortijdig afsterven van motorneuronen in de hersenstam en het ruggenmerg. De neuronen stellen de hersenen in staat de spieren te controleren. De teloorgang van die connectie betekent dus controleverlies over de spieren.

"In staat zijn motorneuronen te redden en de controle ervan over de spierfunctie te vrijwaren, vooral die van het middenrif, is cruciaal om niet alleen patiënten te redden, maar ook hun levenskwaliteit op peil te houden", zegt senior auteur David Schaffer, professor Chemische en Biomoleculaire Engineering en directeur van het Berkeley Stem Cell Center.

Deze slopende ziekte treft meestal mensen tussen de 40 en de 70. Naar schatting 20.000 Amerikanen lijden eraan en er bestaan geen behandelingen om te spierdegeneratie te vertragen.

Het UC Berkeley-onderzoeksteam gebruikte een virus dat het team van Schaffer ontwikkelde om alleen motorneuronen als doelwit te kiezen in het ruggenmerg en een gen af te leveren dat het Cas9-eiwit encodeert in de kern. Daar wordt het gen vertaald naar het Cas9-eiwit, een soort moleculaire schaar die het gemuteerde gen dat verantwoordelijk is voor ALS wegsnijdt en onklaar maakt.

 

Vertaling: Bart De Becker

Bron: UC Berkeley

Share