'Opeens kunnen we - poef - álles genetisch veranderen'

Interview Jennifer Doudna

Sinds kort is het mogelijk om snel en precies het dna, de software van het leven, te herschrijven. Een reuzendoorbraak. Grondlegster Jennifer Doudna, getipt voor de Nobelprijs en kort in Nederland, voorziet een nieuwe wereld, maar heeft ook een waarschuwing: niet te snel, straks struikelen we over onze eigen voeten.

Jennifer Doudna. Beeld Mike Roelofs

Mevrouw Doudna, het is aankomende maandag rond het middaguur. En uw telefoon gaat.

Ze snapt hem. Glimlach van oor tot oor.

Iemand van de Nobelprijs voor de geneeskunde aan de lijn.

'Ik probeer er, eh, niet te veel aan te denken. Het is toch buiten mijn controle. En ik vertel mezelf dat dit niet is waarom ik de wetenschap ben in gegaan.'

U bent wel erg bescheiden. Iedereen verwacht dat de Nobelprijs volgende week wordt toegekend aan uw vinding, CRISPR-Cas9.

'Dat zegt iets over de spannende ontwikkelingen die momenteel gaande zijn. Het zijn bijzonder opwindende tijden. De mogelijkheid bestaat dat we in de nabije toekomst echt een enorme transformatie gaan zien, bijvoorbeeld in de behandeling van ziekten bij de mens.'

Vier jaar geleden is het nu dat Jennifer Doudna (52), biochemicus van de Berkeley-universiteit in Californië, een bom tot ontploffing bracht in de wetenschap. Samen met haar Franse collega Emanuelle Charpentier was ze, min of meer toevallig eigenlijk, gestuit op een heilige graal van de biotechnologie. Een heel nieuwe, zeer gemakkelijke manier om de erfelijke eigenschappen van levende wezens te herschrijven.

Leven programmeren alsof je met de zoek-en-vervangfunctie van de tekstverwerker even wat woorden verandert in het receptenboek van het leven. Dat opent de deur naar een schatkamer van futuristische toepassingen, uiteenlopend van op maat gemaakte bacteriën, planten en dieren tot immuuncellen die genetisch zijn geprogrammeerd om kanker aan te vallen.

En iedereen kan het. Waar genetische manipulatie tot dusver moeizaam en peperduur is en frustrerend vaak mislukt, brengt CRISPR-Cas9 - de onmogelijke naam is biochemisch jargon voor het enzym dat het werk doet - biotechnologie opeens binnen bereik van de gewone wetenschapper op de hoek. In ons land wordt de techniek inmiddels door zeker tien onderzoeksgroepen gebruikt.

Jennifer Doudna. Beeld Mike Roelofs

Je kunt dit zien als een democratisering van de biotechnologie?

'O ja. Zeer, zeer.'

Want iedereen kan het.

'Ja, makkelijk. Zelfs wij! We hadden als biochemici aanvankelijk helemaal geen ervaring met cellen of genetische manipulatie, moet je weten. Toen we dit op het spoor waren, had ik een eerstejaarsstudent die haar allereerste labpracticum bij ons deed. Het duurde niet lang of ook zij kreeg positieve resultaten. Dat was het moment waarop ik dacht: lieve help, iederéén kan het!'

Ik ook?

'Tuurlijk. Kom maar naar mijn lab, en ik leer je in een weekje hoe je menselijke cellen herschrijft.'

Kan het ook bij mij thuis?

'Dat wordt lastiger. Kijk, het obstakel is niet zozeer de techniek zelf, maar wel: hoe krijg je het in de cel? Bij bacteriën is dat nog redelijk makkelijk. Maar bijvoorbeeld planten hebben een stevige celwand. Daar kom je niet zomaar doorheen.'

Wat is uw favoriete toepassing tot nu toe?

'Ik zag pas een fantastisch onderzoeksvoorstel van een jonge, vrouwelijke onderzoekster die wil uitvogelen hoe tweebenigheid bij zoogdieren ontstaat. Ze wil de genetica van veldmuizen vergelijken met die van jerboa's, op twee poten huppende knaagdiertjes uit onder meer Noord-Afrika en Azië. Genetisch verschillen ze niet zo gek veel van elkaar. En het idee is om met CRISPR-Cas9 langzaam bij die muizen kleine genetische veranderingen te introduceren. Om te zien hoe ver je moet gaan voordat je tweebenigheid krijgt. Is dat niet cool?'

Ik had verwacht dat u een medische toepassing zou noemen.

'Ja, maar juist over die andere toepassingen, in fundamenteel onderzoek, horen we te weinig. Kijk, we hebben hier een gereedschap waarmee je héél precies genetische veranderingen kunt aanbrengen, in welk organisme je maar wilt. Ik kan opeens - poef! - álles genetisch veranderen. Dat maakt zó veel onderzoek mogelijk!

'Nadat we de techniek in 2012 voor het eerst beschreven, kreeg ik regelmatig enthousiaste mails van wetenschappers, ergens ter wereld: hier, moet je kijken wat voor cools ik met CRISPR heb gedaan! Ik kreeg een prachtige foto van vlinders die met CRISPR zo waren veranderd dat ze andere patronen op hun vleugels hadden. Een andere studie ging over gistsoorten die ziekte verwekken. Die waren altijd verschrikkelijk moeilijk om te bestuderen. Maar met CRISPR lukte het opeens wel. Nu kunnen we die gist genetisch ontrafelen, kijken waar de verschillen zitten. Fascinerend!'

Wanneer en waar verwacht u dat patiënten er iets van gaan merken?

'Er zijn momenteel al drie klinische onderzoeken gaande in China en een goedgekeurd in de VS. Daarbij wordt de techniek gebruikt om immuuncellen te herprogrammeren om kanker te bestrijden.

'Het grote obstakel is niet zozeer de techniek zelf, maar wel de bezorging. Hoe krijg je deze genbewerkende moleculen in weefsels? Daarom denk ik dat je de eerste toepassingen zult zien in bloedziekten, waarbij je cellen uit het lichaam kunt halen om ze te herprogrammeren, en in het oog, een ander weefsel waar je makkelijk bij kunt komen. Als derde toepassingsgebied denk ik aan de lever, een orgaan dat van nature moleculen opneemt. Dat maakt het misschien makkelijker om genbewerkende moleculen in de lever te krijgen.

'En voor de langere termijn... Weet je, er zijn iets van zevenduizend ziekten die worden veroorzaakt door een bekende, enkelvoudige mutatie in de genen. Dat zijn er een heleboel. We zullen ze een voor een moeten aanpakken.

CV

Jennifer Doudna (Washington DC, 1964)
Opgegroeid in Hawaii

1989 Promotie biochemie bij Nobelprijswinnaar Jack Szostak, Harvard

1994 Postdoc Yale-universiteit

2002 Berkeley-universiteit van Californië, hoogleraar biochemie en moleculaire biologie

2012 Publicatie CRISPR-Cas9, samen met onder meer Emmanuelle Charpentier

2015 Moratorium op toepassing CRISPR-Cas9 op ongeboren baby’s

Doudna is gehuwd en heeft een 14-jarige zoon.

Toch was u vorig jaar initiatiefneemster voor een tijdelijk verbod op gebruik van de techniek om te sleutelen aan menselijke embryo's. Raar ergens: de wetenschapper die een rem wil op haar eigen techniek.

'Toen we ons eerste werk publiceerden, wisten we natuurlijk wel dat het een enorme tsunami van onderzoek en toepassingen teweeg zou brengen. En toen, in 2014, werd het eerste werk in apenembryo's gepubliceerd. Dat zette me aan het denken. Ik begreep dat het een enorme impact zou hebben. Ik voelde dat ik meer betrokken wilde raken bij de maatschappelijke discussies.'

Maar u bent biochemicus. Daar hebben we toch ethici voor?

'Ja, met precies die vraag heb ik weken geworsteld. Tot ik iets besefte. We hebben deze generatie een diepe verschuiving meegemaakt: van wetenschap als iets waar men tegenop kijkt, naar iets wat men wantrouwt, soms zelfs verwerpt. Je ziet het steeds weer: ouders die hun kind niet inenten, mensen die klimaatverandering ontkennen, die geen genetisch gemanipuleerde gewassen durven te eten.

'Een deel van de verklaring is, denk ik, dat we ons werk niet goed hebben gedaan: vertellen wat we doen, de tijd nemen om na te denken hoe je dit uitlegt zonder jargon. Dus ik nam de bewuste beslissing om die stap te zetten. Want ik ben ook zo'n wetenschapper.'

Wat is precies het gevaar van genetisch sleutelen aan embryo's?

'Het gevaar is dat iemand ergens ter wereld aandrang krijgt om als eerste een CRISPR-baby te maken, een baby met veranderde genetische eigenschappen. Dat zou de maatschappij danig in het verkeerde keelgat kunnen schieten. Zeker in de VS: wat zijn die wetenschappers allemaal aan het doen, laten we dit verbieden. Dat zou vreselijk zijn. We hebben hier een prachtig stuk gereedschap waar we fantastische dingen mee kunnen.

'Vandaar dat we als wereldwijde wetenschapsgemeenschap hebben afgesproken: we gebruiken het nu nog niet om de genetische eigenschappen van menselijke embryo's te veranderen. Nog niet. Tot we meer weten over de werking en de veiligheid. We moeten beter begrijpen hoe de techniek in die omgeving werkt.'

De patiëntenverenigingen kunnen niet wachten. Met CRISPR-Cas kun je in principe erfelijke ziekten wissen uit het dna van een embryo, zodat het kind gezond blijft en zijn nageslacht ook. Verlos onze families van deze vreselijke aandoeningen, zeggen de patiënten.

'Vooropgesteld: ik leef volledig met ze mee. Ik hoor vrijwel dagelijks van patiënten. Ze mailen me, komen me persoonlijk opzoeken. Dat gaat diep. Dit zijn mensen die zijn aangedaan, die lijden, of moeten toezien hoe hun kind lijdt. Ik ben zelf moeder, ik kan het volledig begrijpen dat je álles doet om je kind te helpen.

'Ik denk dat er reële hoop is dat we op afzienbare termijn sommige behandelingen, zelfs genezingen, zullen zien. We boeken enorm snel vooruitgang, er is een explosie van publicaties hierover. Maar voor gebruik in de kliniek moeten we onderzoek doen. Begrijpen hoe dit werkt in verschillende soorten weefsels. Is het veilig? Dat kost tijd en geld. En vereist geduld.'

Embryo's genetisch een beetje herprogrammeren, zodat er een genetisch veranderd kind uit groeit: gaat dat ook gebeuren, denkt u?

'O yeah. Geen twijfel over. Natuurlijk.'

Hoe ziet u dat voor zich?

'Het liefst op een bedachtzame manier. Niet gehaast. Er zullen geleidelijk steeds meer spannende resultaten komen, die laten zien dat je de CRISPR-technologie kunt gebruiken om ziekteveroorzakende mutaties te repareren, effectief en zonder bijwerkingen. Zo zal de druk en de acceptatie om dit echt te gaan gebruiken geleidelijk toenemen.'

Wat wordt de eerste toepassing?

'Eerlijk gezegd denk ik dat het fundament al is gelegd. In de VS bestaan er al ivf-klinieken die het toestaan om embryo's te selecteren op wenselijke eigenschappen. Ouders kunnen ervoor kiezen als ze een jongetje willen, bijvoorbeeld. Als we straks een gereedschap hebben waarvan is aangetoond dat het veilig en effectief is, zullen mensen vanzelf zeggen: ik wil dit. Ik wil een mutatie in mijn kind aanbrengen die de kans op hart- en vaatziekten verkleint, of die een veel lagere kans geeft op alzheimer.

'En, als ik aan mijn eigen situatie denk... waarom zou je je kind dat niet gunnen? Mijn eigen moeder is momenteel in het eindstadium van alzheimer. Een verschrikkelijke ziekte. Verschrikkelijk. Je denkt bij jezelf: als ik dat toch eens kon voorkomen bij de toekomstige generaties.'

De keerzijde is dat we misschien steeds meer zaken tot ziekte bestempelen die dat nu nog niet zijn. Een aanleg voor overgewicht. Kaalheid, bijziendheid, lage intelligentie.

Ze denkt lang na. 'Ja, ja. Ik weet ook niet zo goed wat ik daarover moet zeggen. Het wordt in de toekomst lastig om de grens aan te geven. Misschien is dat ook wel een persoonlijke beslissing, net zoals je nu mensen hebt die voor ivf kiezen als ze onvruchtbaar zijn en mensen die dat nooit zouden doen.

'Het is een interessante tijd. Een interessant moment in de menselijke... evolutie of zoiets. Het ligt opeens in ons vermogen om de evolutie te veranderen. Ons dna te herschrijven. Wat doen we ermee? Het is een soort retorische vraag.'

U heeft de Breakthrough Award gewonnen, de Lurieprijs, wordt genoemd voor de Nobelprijs... En nu bent u in Nederland om de Dr. H.P. Heinekenprijs in ontvangst te nemen. Een prijs vernoemd naar een biermerk.

Hartelijk lachend: 'Ik zal je zeggen, thuis zegt iedereen: neem wel een kratje bier mee hè? Toch, het is een prijs die zeer bijzonder voor me is. Ten eerst omdat hij niet met zoveel woorden CRISPR-Cas eert, maar ons héle werk. En hij is eerder gewonnen door mensen voor wie ik zeer veel respect heb en van wie ik zoveel heb geleerd: Titia de Lange, Jack Szostak, Roger Tsien. Ik ben buitengewoon trots om tot dat gezelschap toe te mogen treden.'

Heineken Prijs

Doudna ontvangt vandaag een Dr. H.P. Heinekenprijs van de Koninklijke Nederlandse Akademie van Wetenschappen voor haar onderzoek naar de RNA-moleculen en RNA-eiwitcomplexen in het algemeen – en dus niet speciaal voor CRISPR-Cas9.

Mevrouw Doudna, het is maandag, de telefoon gaat. Een collega: de Nobelprijs gaat wel naar CRISPR-Cas, maar wordt toegekend aan uw concurrenten George Church en Feng Zhang uit Boston, die de techniek als eersten toepasten op mensencellen en muizen.

'Ik denk dat we dan nog steeds vieren dat deze tak van wetenschap wordt erkend.'

Echt?

'Hoe zou ik dan moeten reageren?'

Ik zou vloeken, schreeuwen, mijn telefoon kapot gooien.

Het idee alleen al, ze ligt dubbel. 'Ik hoop dat ik zal zeggen: wat gaaf dat onze tak van wetenschap, met iedereen die er werkt, tot rijping is gekomen. Laten we er iets moois mee doen. En ik zou ze bellen om ze te feliciteren.'

Vrijdag 15.00 geeft Doudna een publiekslezing aan de Wageningen Universiteit: toegang gratis, vooraanmelding verplicht.

Genetisch sleutelen voor beginners

Een moleculair schaartje dat ronddobbert door de cel en dna doormidden knipt. Niet zomaar ergens, maar precies op de plek die je vooraf met wat simpele laboratoriumhandelingen met een pipet hebt 'ingesteld'. Dat is in feite de essentie van 'CRISPR-Cas9'.

Heeft het schaartje het dna eenmaal doorgeknipt, dan komt automatisch de reparatie op gang. Er kan dan een litteken ontstaan, waardoor een gen niet meer werkt. Een andere mogelijkheid is dat de cel ronddobberende stukjes dna inbouwt: zo kunnen biologen een extra gen inbouwen. De hoop is dat je zo bijvoorbeeld ziekmakende afwijkingen aan het dna kunt repareren, of bijvoorbeeld immuuncellen kunt 'programmeren' om een tumor aan te vallen.

Het schaartje komt van nature voor in bacteriën, die hem gebruiken om binnendringende virussen te herkennen en doormidden te knippen. De nummerbord-achtige naam CRISPR-Cas9 herinnert aan de oorsprong als biochemische stof - Cas9 is de naam van de schaar, de letters CRISPR staan voor 'clustered regularly interspaced paleodromic repeats'.

Meer over

Wilt u belangrijke informatie delen met de Volkskrant?

Tip hier onze journalisten


Op alle verhalen van de Volkskrant rust uiteraard copyright. Linken kan altijd, eventueel met de intro van het stuk erboven.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar copyright@volkskrant.nl.