Gentherapie

Gentherapie

Gentherapie is het inbrengen van genetisch materiaal in onze cellen tijdens een geneeskundige behandeling. Bij erfelijke aandoeningen kan dit genetisch materiaal dienen om een gen dat een ziekte veroorzaakt uit te schakelen door een 'gezond' gen toe te voegen. Ook kan gentherapie gebruikt worden om extra genen toe te voegen die kunnen bijdragen aan de genezing van complexe aandoeningen zoals bijvoorbeeld hart- en vaatziekten.

Table of contents

1 Het Menselijk Lichaam
2 Wanneer is Gentherapie te gebruiken
3 Wat valt er onder Gentherapie
4 Waarom wordt gentherapie ontwikkeld?
5 Hoe bied gentherapie een oplossing?
6 Werking van gentherapie: het inbrengen van nieuwe genen

6.1 Belangrijke punten bij genoverdracht:
6.2 Gentherapie met behulp van virussen
6.3 Behandelmethoden

6.3.1 Ex vivo
6.3.2 In vivo

Het Menselijk Lichaam

Het menselijk lichaam bestaat uit een groot aantal organen en weefsels die samen zijn opgebouwd uit miljarden cellen. In ieder van deze cellen bevindt zich ons erfelijk materiaal, in de vorm van chromosomen. De chromosomen bevatten alle genetische informatie, die noodzakelijk is voor het ontwikkelen, in stand houden, en voortplanten van een individu. Ze zijn voor te stellen als lange strengen, die bestaan uit een stof die we DNA (DesoxyRibonucleïnezuur) noemen. Het DNA bevat de code waarin al onze erfelijke eigenschappen zijn vastgelegd. Een stukje DNA dat een zo'n eigenschap bevat, noemen we een gen. Elk gen bevat de code voor een van de vele eiwitten waar ons lichaam uit is opgebouwd. Dit kunnen 'bouwstoffen' zijn, maar ook enzymen (deze begeleiden bepaalde chemische reacties) of bijvoorbeeld hormonen. Samen bepalen de genen al onze erfelijke eigenschappen, zoals bijvoorbeeld de kleur van ons haar en onze ogen. Wanneer bij iemand de lichaamscellen van een individu niet goed (kunnen) werken, dan wordt diegene ziek. Dit kan een genetische oorzaak hebben, zoals bij erfelijke en soms ook aangeboren (al dan niet erfelijke) aandoeningen. Ook kan het DNA op latere leeftijd beschadigd raken waardoor bijvoorbeeld kanker kan ontstaan. In beide gevallen is het mogelijk dat de schade aan het DNA in zowel een als meerdere genen kan zitten.

Wanneer is Gentherapie te gebruiken

Onder gentherapie valt het genezen van aandoeningen met een genetische oorzaak door bepaald genetisch materiaal in te brengen in het DNA van een ziek individu. Dit biedt veel verschillende mogelijkheden (die nog niet in praktijk zijn getest): erfelijke aandoeningen zouden bijvoorbeeld behandeld kunnen worden door een ziekte-gen te 'repareren', of door een 'gezonde' versie van dit gen toe te voegen. Bij aandoeningen met een ingewikkeldere oorzaak, zoals kanker en hart- en vaatziekten, zou gentherapie een bijdrage kunnen leveren aan de behandeling door extra genen toe te voegen die werken als een medicijn. Zo wordt er bijvoorbeeld onderzoek gedaan naar genen die alleen tumorcellen kunnen doden, waardoor de tumor kleiner wordt of zelfs verdwijnt terwijl de rest van het lichaam daar geen schade door krijgt. Ook wordt er onderzoek gedaan naar de mogelijkheden om met gentherapie vaccins te maken tegen verschillende infectieziekten, zoals AIDS en ebola.

Wat valt er onder Gentherapie

Onder gentherapie wordt alleen genetische manipulatie voor medische doeleinden vertaan, dus bijvoorbeeld niet het genetisch manipuleren van hersenen om mensen intelligenter te maken.

Waarom wordt gentherapie ontwikkeld?

Ongeveer 4 procent van de mensen wordt geboren met een erfelijke of aangeboren aandoening. De oorzaak van deze aandoeningen ligt aan een afwijking in de genen. Veel van deze aandoeningen kennen een sterker wordend ziektebeeld, waarbij de patiënt ernstig verstandelijk en/of lichamelijk gehandicapt raakt of op zeer jonge leeftijd komt te overlijden.

In sommige gevallen is behandeling van erfelijke aandoeningen goed mogelijk door middel van het volgen van een dieet, door een chirurgische ingreep of zelfs een orgaantransplantatie. Door deze manieren wordt het leven van de patiënt wel verbeterd, maar hij/zij zal zo nooit een geheel genezen zijn. Daarbij komt dat de therapieën zeer ingrijpend zijnvoor de patiënt; hij/zij moet bijvoorbeeld altijd rekening blijven houden met wat hij/zij eet, of moet de rest van het leven medicijnen slikken om te voorkomen dat een donororgaan wordt afgestoten.

Hoe bied gentherapie een oplossing?

Gentherapie kan waarschijnlijk een oplossing bieden bij het behandelen van nog ongeneeslijke erfelijke ziekten. De therapie grijpt aan op het erfelijk materiaal (waar ook de oorzaak van de aandoening ligt). Op deze manier kan er in de toekomst hopelijk een blijvende therapie gevonden worden voor erfelijke aandoeningen.

Ook voor erfelijke aandoeningen waar wel een goede therapie voor bestaat, kan gentherapie mogelijk verbetering bieden. De ziekte van Gaucher bijvoorbeeld. Misschien zal het in de toekomst mogelijk zijn om met gentherapie het gen voor het enzym dat de patiënt nodig heeft aan de patiënt te geven, waardoor het lichaam het zelf gaat maken en een infuus dus niet meer nodig zal zijn.

Behalve het behandelen van erfelijke aandoeningen met gentherapie, is het niet ondenkbaar dat in de toekomst ook genetische 'medicijnen' in de vorm van gentherapie beschikbaar zullen worden voor andere aandoeningen. Zo wordt onderzoek gedaan naar nieuwe genetische medicijnen tegen kanker, hart- en vaatziekten, AIDS, reuma en nog veel andere aandoeningen.

Werking van gentherapie: het inbrengen van nieuwe genen

Gentherapie bestaat uit genoverdracht, als deel van een geneeskundige behandeling. Om dit te doen zijn technieken nodig waarmee een stukje genetisch materiaal (de nieuwe of therapeutische genen) in de lichaamscellen kunnen worden gebracht.

Belangrijke punten bij genoverdracht:

De genoverdracht moet alleen gericht zijn op bepaalde weefsels of

organen. Zo voorkom je dat het op de verkeerde plaats in ons lichaam terechtkomt. Dit wordt ook wel specificiteit genoemd.

De genoverdracht moet heel effectief zijn, zodat genoeg cellen in het doelweefsel of doelorgaan het gen krijgen om van de aandoening te genezen
De genoverdracht moet vaak blijvend zijn, zodat het gen niet weer vanzelf verdwijnt uit het lichaam en de patiënt weer ziek wordt. Alleen in een klein aantal aandoeningen, zoals bijvoorbeeld bij hart- en vaatziekten, moet het gen na een bepaalde tijd juist weer verdwijnen.

Gentherapie met behulp van virussen

Op dit moment zijn virussensen de meest gebruikte vectorenen. Vaak is dit het virus dat bij mensen verkoudheid veroorzaakt, het adenovirus.

Virussen zijn gespecialiseerd in het binnendringen van cellen en het daar inbouwen van hun genen. Dit betekent dat wanneer een therapeutisch gen in een virus wordt 'ingepakt', het virus het inbouwt in het DNA van de patiënt. De genoverdracht wordt zo blijvend gemaakt en is dus in principe levenslang. Uit onderzoek is gebleken dat genoverdracht met behulp van virussen vaak redelijk effectief is, waardoor genoeg lichaamscellen behandeld worden om een aandoening te genezen. Daarnaast kunnen virussen zo bewerkt worden, dat ze maar een type cel herkennen en infecteren. Op die manier kan dus ook een bepaalde precisie bereikt worden. Een gen dat taamslijmziekte bestrijd word via een aerosol binnengebracht.

Virussen zijn van nature ziekteverwekkers. Om te voorkomen dat een virus meer dan het therapeutische gen inbrengt en dus ook de patiënt ziek maakt, wordt het virus zo bewerkt dat het dit niet meer kan. Toch kunnen virussen, zeker wanneer zij gebruikt worden in grote hoeveelheden, soms toch bijwerkingen hebben. Mede om die reden zijn wetenschappers op zoek gegaan naar andere methoden voor genoverdracht, bijvoorbeeld het gebruik van DNA zonder vector (ook naakt DNA genoemd), en het inpakken van het DNA in liposomen (kunstmatig gemaakte vetbolletjes).

Behandelmethoden

De behandeling kan ex vivo (buiten het lichaam) en in vivo (binnen het lichaam) worden uitgevoerd. Dit verschilt per aandoening.

Ex vivo

Niet alle aandoeningen kunnen op deze manier genezen worden, omdat niet alle soorten lichaamscellen zich daarvoor lenen. Voorbeelden van aandoeningen die misschien wel met deze methode behandeld kunnen gaan worden:

Aandoeningen die hun oorsprong hebben in het bloed of de bloedcellen
Sommige stofwisselingsziekten

Het voordeel van ex vivo gentherapie is dat in het laboratorium de omstandigheden waaronder de genoverdracht plaatsvindt, goed te controleren zijn. Hierdoor is de kans groter dat een genoverdracht slaagt. Een ander voordeel is dat cellen die het nieuwe gen hebben geselecteerd en gekweekt kunnen worden, waardoor een grotere hoeveelheid cellen gemaakt wordt die allemaal het therapeutische gen in zich hebben.

Een nadeel is dat de behandeling wel een chirurgische ingreep inhoudt, wat storend kan zijn voor de patiënt. Bovendien accepteert het lichaam van de patiënt de behandelde cellen niet altijd.

In vivo

Voorbeelden van aandoeningen die mogelijk met deze methode behandeld kunnen worden:

Taaislijmziekte

Het nadeel van in vivo gentherapie is dat de vector heel goed gericht moet worden op het doelorgaan, om genoverdracht in verkeerde weefsels te vermijden. Uit onderzoek blijkt dat dit (nog) vaak erg moeilijk is. Daarbij blijkt het vaak ook lastig om in het lichaam genoeg cellen het gen te bezorgen om een aandoening te kunnen behandelen. Er wordt volop onderzoek gedaan om deze problemen op te lossen.