Is de supermens in aantocht?

Een nieuwe laboratoriumtechniek maakt het gemakkelijker om aangeboren genetische defecten al bij de conceptie te verhelpen. Welke doos van Pandora hebben we daarmee opengetrokken?

Beeld Koen Hauser

Misschien, heel misschien zijn ze al onder ons. Mensen die geboren zijn met een iets andere genetica dan de natuur hun had toebedeeld. Noem ze gerust supermensen of met nog meer gevoel voor dramatiek: een geheel nieuw menselijk ras - Mensheid 2.0, de mens uit het lab. Want hack onze erfelijke eigenschappen en de mogelijkheden zijn eindeloos. Sterkere botten. Betere bloedvaten. Een alerter immuunsysteem. Of, waarom niet, scherpere zintuigen, snellere hersens, een langer leven.

Zo ver is het nog niet. Voorlopig draait het om bacteriën, java-aapjes - en de laptop van Luhan Yang.

Mensen

Het begon allemaal vorige maand, met een artikel in MIT Technology Review, het huisblad van het Amerikaanse Massachusetts Institute of Technology. Daarin maken we onder meer kennis met Luhan Yang, een jonge postdoc uit Peking, die momenteel aan Harvard werkt aan de genetische verbetering van boerderijdieren zoals varkens.

Kon dat ook bij mensen?, vroeg journalist Antonio Regalado zich af.

Wat volgde, is een van de meest gedenkwaardige passages uit de recente wetenschapsjournalistiek. 'Ja, natuurlijk, zei ze. Sterker nog, haar laboratorium had net een project opgezet om te bepalen hoe je dat bereikt. Ze klapte haar laptop open en ging naar een powerpoint, getiteld Bijeenkomst verandering kiembaan. Daar was het: een technisch voorstel om de menselijke erfelijkheid te veranderen.'

Kiembaan

De kiembaan, dat is jargon voor de cellen die tot nageslacht leiden: ei- en spermacel. Verander genen in de kiembaan, en het hele lichaam van de nakomeling verandert mee. Genetische veranderingen in de kiemcellen worden immers doorgekopieerd naar alle cellen van het kind dat eruit geboren wordt. En naar de cellen van de nakomelingen van de veranderde. En naar de kinderen van de kinderen van de behandelde - ga zo maar door. Sleutel aan de kiembaan, en je verandert ál het nageslacht.

Dat maakt kiembaangentherapie anders dan 'gewone' gentherapie. Bij gewone gentherapie probeert men de patiënt te genezen door in een of ander ziek weefsel wat genen om te programmeren. Bij gentherapie in de kiembaan zijn de veranderingen voor de eeuwigheid. Een hele familie kan zo worden ontdaan van gruwelijke erfelijke aandoeningen als taaislijmziekte, huntington, duchenne of sikkelcelziekte. Althans: in theorie, als het technisch kan.

Het artikel in MIT Technology Review ging maar door. Yang is eropuit om een menselijke eicel te maken waarin het gen voor overerfbare borstkanker BRCA1 - bekend van Angelina Jolie - is gecorrigeerd. Een bedrijf genaamd OvaScience bleek al fondsen te werven voor gentechniek die ouders in staat stelt 'te bepalen hoe gezond hun kinderen uiteindelijk worden'.

Zulke genen willen we allemaal wel

Als het gaat om mensverbetering, zijn dit genen die u binnenboord wilt halen, denkt synthetisch bioloog George Church.

Sterkere botten: de 'hoge botmassa'-mutatie G171V in het gen LRP5 heeft als bijwerking steviger botten.

Meer spieren: bij sommige verstoringen van het gen MSTN wordt er minder 'myostatine' gemaakt. Gevolg: extra spierkracht, zonder bijwerkingen.

Minder pijn: zeker tien mutaties in het gen SCN9A verhogen de pijndrempel.

Nooit meer okselgeur: er zijn varianten van ABCC11, een gen op chromosoom 16, waarvan we minder gaan zweten.

Minder hart- en vaatziekten: het gen PCSK9 regelt de snelheid waarmee levercellen cholesterol uit het bloed halen. Sommige varianten verhogen die snelheid.

Helder van geest oud worden: één zeldzame mutatie in het gen APP, genaamd A673T, verkleint de kans op alzheimer.

Uitsmijter

En, de uitsmijter: Regalado had 'meerdere mensen' gesproken die zeiden dat de eerste genetisch veranderde menselijke embryo's al bestaan. Ze zouden in China zijn gemaakt, en beschreven staan in vakartikelen die momenteel rondgaan onder reviewers - collega-geleerden die een artikel beoordelen voor publicatie. Specifieker kon Regalado niet zijn: zijn zegslieden wilden anoniem blijven.

Dat gaf een aardige plons in de vijver. Gaat dat wel goed, dat geknutsel aan de takjes van de menselijke stamboom? Want: alarm, we worden ingehaald door de techniek. In vakbladen als Nature en Science verschenen oproepen tot een moratorium, een tijdelijk verbod op gesleutel aan de menselijke kiembaan.

'In onze optiek kan genbewerking in menselijke embryo's met de huidige technieken onvoorspelbare effecten hebben op de toekomstige generaties. Dat maakt het gevaarlijk en ethisch onacceptabel', aldus vijf vooraanstaande Amerikaanse biotechnologen in Nature.

De ophef zat eraan te komen. In Kunming, China, werden begin vorig jaar de eerste apen geboren met twee veranderde genen in hun systeem en in Japan lukte het wetenschappers om in een muizenfamilie één enkele genetische 'letter' te veranderen, een waar stukje genetische precisiechirurgie. Maar de experimenten bleven een beetje buiten de schijnwerpers, die gericht waren op de ebola-uitbraak in Afrika en de Olympische Winterspelen in Sotsji.

Nieuwe techniek

Wat de zaak op scherp zet, is een nieuwe laboratoriumtechniek, die in amper drie jaar tijd het wereldje van de genetica volledig op zijn kop heeft gezet. 'CRISPR', is de roepnaam van die techniek, ofwel clustered regularly interspaced short palindromic repeats. Een mondvol die in 2002 werd bedacht door nota bene een Nederlander, de destijds in Utrecht werkzame microbioloog Ruud Jansen.

'Ons artikel had als boodschap dat deze CRISPR's heel algemeen voorkomen in de microbiële wereld en dus waarschijnlijk een belangrijke functie hebben', vertelt Jansen, tegenwoordig werkzaam bij Streeklab Haarlem. Maar het onderzoek werd, onverstandig misschien, wegbezuinigd en rond CRISPR werd het stil. 'Tot in 2005 de functie werd ontdekt', aldus Jansen . 'Daarna is het hard gegaan.'

CRISPR maakt het namelijk mogelijk om dna te redigeren, bijna zoals je tekst bewerkt met de zoek-en-vervangfunctie van een tekstverwerker. Snel. Precies. Goedkoop. En zo simpel dat iedereen met een lab en een biomedische opleiding het kan.

'Het is een enorme revolutie', vertelt de Wageningse hoogleraar microbiologie John van der Oost. 'Zoveel sneller, zoveel goedkoper. Of je het nu doet bij bacteriën, in gist of met muizen: het werkt allemaal.'

Van der Oost was destijds de enige in ons land die met zijn groep het CRISPR-systeem bestudeerde - toen het vakgebied plots ontplofte. 'In juni 2012 werden de biochemische details van het systeem opgehelderd. En een paar maanden later kreeg ik al de eerste artikelen binnen van groepen die met fantastische toepassingen kwamen.'

Beeld Thinkstock

Precisie

Bij 'gewone' gentherapie moet een nieuw gen moeizaam worden ingebouwd in het dna door het eerst in te bouwen in een virus en vervolgens cellen met dat virus te besmetten. Langzaam, duur en enorm onnauwkeurig: je moet altijd maar weer afwachten waar in het dna het virus zijn genetische boodschap inmetselt.

Bij CRISPR werkt het anders. De techniek maakt gebruik van een eiwit - Cas9 - met een stukje genetisch materiaal dat werkt als een tomtom: het laat het eiwit precies aanmeren op de plek die de laborant vooraf heeft ingeprogrammeerd. Eenmaal daar aangekomen, knipt Cas9 het dna door.

De rest gaat eigenlijk vanzelf. De cel zal het dna weer aan elkaar plakken, en gebruikt daarbij als plakband vaak eventuele extra genen die toevallig in de buurt dobberen. Het resultaat: een nieuw gen wordt ingebouwd, precies op de plek waar het de bedoeling is. 'Cas9 heeft al deze trucjes opgeslagen in één eiwit', zegt Van der Oost. 'Net een Zwitsers zakmes.'

Twee dagen en honderd dollar is alles wat je ervoor nodig hebt, zegt Van der Oost. 'Voor honderd dollar bestel je twee kleine stukjes dna. Met routinetechnieken knip je vervolgens een plasmide open (een cirkelvormige streng dna). Je laat er het dna in zakken: klaar.'

Er zijn de laatste jaren meer precisietechnieken gekomen - met weer andere betoverende namen, zoals zinkvingernuclease en TALENs - maar van CRISPR/Cas9 gaan de ogen in de labs het meeste glimmen.

En ja: zo kun je in theorie dus ook heel precies het dna van een menselijke kiembaancel bijwerken en in twee dagen en voor honderd dollar een nieuw mens maken.

'We beginnen net de brug te slaan naar de medische hoek', zegt Van der Oost, die zelf overigens alleen met micro-organismen werkt. 'En zo lang het gaat om het repareren van vreselijke ziekten, vind ik dat eigenlijk helemaal geen probleem.'

Zoek-en-vervang met superenzym

De menselijke genetica herschrijven alsof je het met een tekstverwerker doet. Volgens ethici opent CRISPR/Cas9, het dna-doorknippende superenzym, een nieuw hoofdstuk in de discussies: wanneer is iets nog genetische modificatie?

Waar het bij 'gewone' gentherapie in de regel gaat om hele 'cassettes' met genetisch materiaal die met behulp van een virus in het dna worden ingebouwd, werkt CRISPR/Cas9 subtieler. Het kan bijvoorbeeld gaan om het veranderen van één genetische 'letter'.

'Ben je dan nog wel genetisch aan het modificeren?', vraagt hoofd technology assessment Frans Brom van het Rathenau Instituut zich af.

Bij gewone celdeling en bij de bevruchting veranderen er ook nu en dan letters in het dna. 'Dit is een van de vele technieken die laat zien dat het onderscheid tussen genetisch gemodificeerde organismen en gewone voortplanting heel moeilijk te maken is.'

Een flinke kluif, denkt ook de Rotterdamse medisch-ethicus Eline Bunnik. Cruciaal, denkt ze, is het begrip van een 'open toekomst', van filosoof Joel Feinberg. 'Recht daarop heb je misschien wel vooruitlopend op het feit dat je wordt geboren.' Bunnik memoreert de zaak van het dove Engelse paar Paula Garfield en Tomato Lichy , die langs medisch-technologische weg een dove baby hoopten te krijgen. Dat mocht niet: 'Het zou de toekomst van het ongeboren kind nu al beperken. Als het mogelijk is om een bepaalde ingreep uit te stellen tot de leeftijd waarop het kind zelf levenskeuzes kan maken, moet je dat misschien wel doen.'

Aan de andere kant zou het repareren van een mutatie er misschien juist voor zorgen dat 'een kind met een opener toekomst ter wereld komt', zegt Bunnik. 'Maar waar eindigt het?'

Eind vorig jaar al constateerde de Commissie Genetische Modificatie dat 'de Europese regelgeving niet is toegesneden op de nieuwe technologische mogelijkheden', en dat 'de snelle opmars en grote potentie van CRISPR/Cas de problematiek op scherp zet'.

Brom: 'Misschien moet je eerder kijken naar het product - wat wil je precies bereiken? - en moeten we minder nadruk leggen op de techniek waarmee je iets verandert.'

Geen foutjes toegestaan

Maar wat in een flesje met bacteriën fantastisch lijkt, werkt misschien minder goed als het gaat om mensenbaby's, waar absoluut geen foutjes zijn toegestaan. Neem het Chinese experiment met de genetisch veranderde java-aapjes. Wat in het gejubel rond die 'mijlpaal' ondergesneeuwd raakte, is dat de proef, naar lekenbegrippen, nu niet direct een doorslaand succes was. Zo werd de helft van de genetisch veranderde vruchten afgestoten in een miskraam en bleek bij de apenjongen die wel ter wereld kwamen de genetische verandering niet in alle cellen doorgedrongen. 'Dat betekent', noteerde wetenschapsblad Science nuchter, 'dat pogingen om een ziekmakend gen te elimineren misschien niet lukken.'

Zo zijn er meer vuiltjes aan de lucht. Voor veel genetische defecten zal het Cas9-zakmes twee keer raak moeten snijden - mensen hebben van hun genen in principe twee exemplaren. En bij de reparatie van de dna-breuk moet je een beetje geluk hebben dat de cel inderdaad het nieuwe gen inbouwt - alweer iets wat niet altijd lukt. Naar schatting twintig embryo's zijn er nodig om één nakomeling een werkend nieuw gen te bezorgen (een ziekmakend gen kapot maken gaat iets gemakkelijker).

'Daarbij weet je niet wat de gevolgen zijn als er bijvoorbeeld off-target-effecten zijn', zegt Niels Geijsen, die in het Utrechtse Hubrecht Laboratorium een onderzoeksgroep leidt die onder meer aan CRISPR-toepassingen werkt. Off-target-effecten, dat is jargon voor: uitschieten. Het Zwitserse zakmes snijdt dan per ongeluk het dna op de verkeerde plek door, mogelijk met nare gevolgen.

'Dat is het probleem met de kiembaan', zegt Geijsen. 'Je hebt het hier wel over een baby, voor wie zulke fouten later in het leven grote gevolgen kunnen hebben.'

Beeld de Volkskrant

Verboden

Maar in het AMC wijst hoogleraar menselijke voortplantingsbiologie Sjoerd Repping ook op recente muizenexperimenten waarbij het herstellen van gendefecten in de kiembaan 'verbazingwekkend goed' werkt. 'Het is zeker nog niet zo veilig dat je zegt: we gaan het al toepassen bij mensen. Maar CRISPR is heel robuust. Dit is technisch gewoon mogelijk.'

Verboden is de behandeling in Nederland voorlopig overigens wel, net als in de rest van West-Europa. 'Maar we zouden de discussie over welke kant we op willen, nu moeten voeren', zegt Repping. 'Doen alsof het er niet is of gaat komen, lijkt me het onverstandigste wat je kunt doen.'

En vergeet de voordelen niet: hier is een techniek die zicht biedt op het uitbannen van afschuwelijke aangeboren ziekten als taaislijmziekte of huntington. 'Hiermee kan worden voorkomen dat een zieke baby wordt geboren en dat zijn of haar kinderen later dezelfde ziekte erven', benadrukt hoogleraar ontwikkelingsbiologie Christine Mummery. 'Precies om die reden hebben we wetgeving en richtlijnen nodig, zoals we die ook hebben voor pre-implantatiediagnostiek bij ivf. Welke ziekten moeten hiervoor in aanmerking komen? Of moeten we het helemaal niet doen?'

Tragiek

Ruwweg is dat ook de strekking van een voorstel dat een groep Amerikaanse wetenschappers doet in Science - onder hen openlijke voorstanders als synthetisch bioloog George Church en Jennifer Doudna, pionier van CRISPR/Cas9. Zet de rem op klinische toepassingen, is hun voorstel, richt groepen van experts op om over de voors en tegens te praten en blijf intussen vooral in alle openheid onderzoek doen, al was het maar om de veiligheid van CRISPR/Cas9 te verbeteren.

En de supermensen? Volgens de enquêtes zijn de geesten nog niet rijp. In de VS vindt ongeveer de helft het 'zinvol' om baby's genetisch te veranderen om hun kans op ziekte te verkleinen. Maar 83 procent vindt het 'te ver gaan' om met diezelfde techniek de intelligentie te vergroten. 'De vraag is wanneer goed goed genoeg is', zegt Repping. 'Als je zegt: ik wil een kind dat piano kan spelen als Mozart, zal daar toch minder enthousiasme voor zijn.'

De tragiek van Superman: iedereen wil zelf stiekem best super zijn - maar wie zit te wachten op een wereld vol supermensen?

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.
© 2019 DPG Media B.V. - alle rechten voorbehouden