Gentherapie

Vragen over de tekst kunt u stellen aan
Armida Fabius

 

 

 

Inleiding

Gentherapie biedt perspectieven voor ziekten die op dit moment meestal ongeneeslijk zijn, zoals diverse erfelijke ziekten en kanker. Veel ziekten worden veroorzaakt door 'fouten' in het DNA die defecte genen veroorzaken. Met behulp van gentherapie kunnen deze 'fouten' worden gerepareerd en daardoor kunnen ziekten genezen worden. Momenteel heeft gentherapie behandeling al succes bij de erfelijke ziekten hemofilie (bloederziekte) en Scid.
Kinderen met Scid die niet behandeld zijn kunnen alleen leven in een volkomen steriele omgeving. Een infectie overleven deze kinderen niet. De kinderen worden ook wel bubble baby's genoemd omdat ze altijd in een steriele luchtbel moeten leven. Een deel van de kinderen kan wel behandeld worden met een beenmergtransplantatie maar dan moet er wel een geschikte donor beschikbaar zijn. Scid wordt in feite veroorzaakt door het ontbreken van een bepaald gen. Met behulp van gentherapie kan het onbrekende gen worden ingebracht in het DNA van de lichaamscellen van de patiënt.
In het krantenartikel hieronder valt te lezen hoe gentherapie een doorbraak heeft behaald bij de behandeling van Scid.

Gentherapie kan dus de ziekte van Scid genezen, maar voor een aantal andere ziekten blijkt het veel moeilijker om gentherapie te ontwikkelen. Zo zijn er veel pogingen gedaan om een goede gentherapie te ontwikkelen voor kanker, maar dit is tot op heden nog niet gelukt. In deze tekst wordt verteld hoe gentherapie precies in zijn werk gaat (gentherapie mechanisme) en wat de gevaren van gentherapie zijn en hoe het staat met de ontwikkeling van gentherapie voor kanker.

Inhoud

 

 

Het mechanisme van gentherapie

Algemeen

Het toepassen van gentherapie bij erfelijke ziektes is vaak relatief eenvoudig omdat bij de meeste erfelijke ziektes sprake is van één defect gen (één 'fout' in het DNA).
Patiënten met de erfelijke ziekte hemofilie B hebben bijvoorbeeld een defect stollingsfactor IX gen. Door dit defecte gen kunnen deze patiënten geen stollingsfactor IX eiwit produceren, zonder dit eiwit kan het bloed niet stollen. Bij hemofilie gentherapie wordt een gezond stollingsfactor IX gen ingebracht in de lichaamscellen van de patiënt. Het gezonde gen zal dan het stollingsfactor IX eiwit dat de patiënt miste gaan produceren. Een gen dat wordt ingebracht in het lichaam van de patiënt bij gentherapie heet een therapeutisch gen. Het therapeutische gen moet uiteindelijk ingebouwd worden in het DNA van bepaalde lichaamscellen.
De soort lichaamscellen is afhankelijk van het therapeutisch gen. Het therapeutisch gen moet naar de lichaamscellen waar ze normaal wordt afgelezen. In het geval van hemofilie gentherapie zijn dit de spiercellen.
Het inbouwen van een therapeutisch gen in het DNA van de lichaamscel heet genoverdracht. Genoverdracht is in principe levenslang. Het therapeutische gen zal dus altijd in de lichaamscellen blijven zitten.

Inhoud

 

 

Inbrengen van het therapeutisch gen in bepaalde lichaamscellen

Een probleem bij gentherapie is dat het therapeutisch gen in bepaalde lichaamscellen terecht moet komen. Het therapeutisch gen alleen zal nooit op de plek van bestemming in het lichaam aankomen als ze ingespoten zou worden in een ader. Om een therapeutisch gen op de plek van bestemming te laten komen kan het verpakt worden in een virus. Virussen zijn eigenlijk geschikt om twee redenen. Ten eerste, virussen zijn van nature gespecialiseerd in genoverdracht (het inbouwen van hun DNA in lichaamscellen). Ten tweede is het virus specifiek gericht op bepaalde lichaamscellen, het omhulsel van een virus werkt namelijk als een adres dat de bestemming aangeeft. Het omhulsel kan zo veranderd worden dat het virus alleen zijn DNA zal inbrengen in lichaamscellen van bepaalde weefsels en organen.
Vaak wordt voor gentherapie een kreupel adenovirus gebruikt. Dit virus veroorzaakt normaliter verkoudheid bij mensen, maar bij gebruik voor gentherapie wordt het DNA van het virus beschadigd en hierdoor kan het virus geen verkoudheid meer veroorzaken.
Als een virus eenmaal is aangekomen bij de lichaamscellen van bestemming vindt genoverdracht plaats; het DNA dat het virus bevat (dus ook het therapeutisch gen) wordt geïnjecteerd en ingebouwd in de lichaamscellen. Het virus DNA is beschadigd en zal niks doen in de cellen. Het therapeutisch gen wat is ingebouwd in het DNA van de lichaamscel zal worden afgelezen. In het geval hemofilie gentherapie wordt het stollingsfactor IX gen afgelezen en zal er vervolgens stollingsfactor IX eiwit worden gemaakt. (Zie figuur 1).

Figuur 1: Gentherapie mechanisme

 

Inhoud

 

 

Effectiviteit van gentherapie

De genoverdracht moet wel heel effectief gebeuren, genoeg cellen in het doelweefsel of -orgaan moeten gen krijgen om de aandoening te genezen. Als de hoeveelheid cellen die het therapeutisch gen heeft ontvangen heel klein is zal ook de hoeveelheid geproduceerd eiwit te klein zijn om de patiënt helemaal te genezen. Bij Scid gentherapie is de genoverdracht effectief genoeg om de ziekte helemaal te genezen, maar bij hemofilie gentherapie is dit nog niet het geval. Hemofilie gentherapie heeft toch wel zin aangezien de bestaande (vervelende) behandeling, een infuus met stollingsfactor IX eiwit, nu minder frequent hoeft te gebeuren omdat er nu wel een kleine hoeveelheid stollingsfactor IX eiwit door de patiënt zelf wordt geproduceerd.

Inhoud

 

 

Gevaren van gentherapie

Virussen
Virussen die momenteel gebruikt worden voor gentherapie kunnen, met name wanneer zij gebruikt worden in hoge doses, soms toch bijwerkingen geven (zie krantenstukje "Fatale haast" hieronder). Daarom zijn wetenschappers op zoek gegaan naar andere methoden om een therapeutisch gen in te brengen in de lichaamscellen van de mens. Een methode die mogelijk gebruikt kan worden is het inpakken van een therapeutisch gen in liposomen (kunstmatig gemaakte vetbolletjes). Hieronder een krantenstukje over gentherapie die een achttienjarige jongen fataal is geworden.

Wettelijke regels voor gebruik van gentherapie
Het is belangrijk je te realiseren dat gentherapie alleen voor medische doeleinden gebruikt mag worden. Andere toepassingen zoals bijvoorbeeld het veranderen van uiterlijke kenmerken of het inbrengen van intelligentiegenen met behulp van gentherapie zijn wettelijk verboden. Ook is gentherapie met betrekking tot de geslachtscellen niet wenselijk omdat dit de volgende generaties ook nog zal beïnvloeden.

Inhoud

 

 

Ontwikkeling van kanker gentherapie

Het ontwikkelen van gentherapie voor kanker is erg ingewikkeld omdat er meer dan één gen defect is. In kankercellen is gemiddeld 30 procent van de genen defect. Bij kanker is sprake van ongecontroleerde groei van lichaamscellen, waardoor een tumor kan ontstaan. Het ontstaan en de verdere ontwikkeling van kanker zijn zeer ingewikkelde processen, waarbij meerdere genen defect zijn. Ook met de huidige behandelmethoden is kanker soms nog steeds moeilijk te behandelen, terwijl het een van de meest voorkomende ziekten is in de Westerse wereld. Er zijn verschillende gentherapie strategieën bedacht om kanker te bestrijden. Hieronder worden vier mogelijke manieren besproken.

  1. Het inbrengen van genen in tumorcellen die de ongecontroleerde groei helpen weer te controleren.
  2. Het inbrengen van genen in tumorcellen die een afweerreactie oproepen in het lichaam, waardoor het lichaam zelf de tumor op gaat ruimen.
  3. Het inbrengen van genen in tumorcellen die de code bevatten voor een bepaald enzym. Dit enzym is in staat om een bepaalde stof, die na de gentherapie wordt geïnjecteerd, om te zetten in een gifstof. Op deze manier doden de tumorcellen zichzelf, terwijl de rest van het lichaam onbeschadigd blijft. Deze vorm van lokale chemotherapie wordt ook wel 'zelfmoord'-gentherapie genoemd.
  4. Het inbrengen van genen in tumorcellen die ervoor zorgen dat er in de tumor geen nieuwe bloedvaten kunnen groeien. De tumor krijgt hierdoor niet genoeg bloed en dus zuurstof om verder te kunnen groeien en sterft van binnenuit af.

Er zijn dus heel veel mogelijke manieren van kanker gentherapie maar nog geen van deze methoden is goed genoeg ontwikkeld om beter te werken dan de al bestaande methoden. Twee belangrijke problemen bij de ontwikkeling van kanker gentherapie zijn de specificiteit van de virussen en de effectiviteit van de genoverdracht. Het veranderen van een virus omhulsel zodat het virus specifiek kankercellen infecteert is heel lastig. Verder blijkt de effectiviteit van de genoverdracht vaak te laag om de tumor te doen stoppen met groeien of te doden.

 

Inhoud

 

 

Vragen

  1. Waarom is het voor de meeste erfelijke ziekten relatief eenvoudig om gentherapie te ontwikkelen?
  2. Wat is een therapeutisch gen?
  3. Geef twee redenen waarom een virus geschikt is voor genoverdracht.
  4. Waarom werkt de gentherapie ontwikkeld voor hemofiliepatiënten nog niet optimaal?
  5. Welke twee problemen zijn er ontdekt tijdens de ontwikkeling van kanker gentherapie?
  6. Verklaar de naam zelfmoord-gentherapie.
  7. Noem drie ziektes die met gentherapie behandeld kunnen worden en leg uit voor elk van de drie ziektes of de gentherapie wel of niet succesvol is gebleken.
  8. Maak vier proefwerkvragen die gesteld zouden kunnen worden naar aanleiding van deze tekst (twee makkelijke en twee moeilijke).
  9. Hart- en vaatziekten kunnen ook behandeld worden met gentherapie. Het gen VEGF wordt dan vaak als therapeutisch gen gebruikt. Zoek op internet op wat er gebeurd als het VEGF gen wordt ingebracht in spiercellen.

 

Inhoud