Kortere Code, draaglijker Duchenne

Als het ligt aan de onderzoeksgroep van dr. Judith van Deutekom wordt onze taal straks verrijkt met een nieuw werkwoord: exon-skippen, een methode waarmee de ziekte van Duchenne omgezet kan worden in de veel minder ernstige ziekte van Becker. Binnenkort worden bij de eerste proefpatiënten stukjes synthetisch RNA ingespoten. 'We hebben minstens een jaar voorsprong op concurrerende groepen.'

Fotografie
Een beetje waggelen
Knippen en plakken
Mildere variant
Duchenne Parent Project

'Strikt genomen is het géén gentherapie, we geven patiënten geen nieuwe genen. Maar we willen wel degelijk een gen versleutelen. Noem het maar genetische therapie.'

Op haar werkkamer in het gloednieuwe lumc onderzoeksgebouw vertelt dr. Judith van Deutekom over een revolutionaire behandelingsstrategie. Uitvoerig getest in gekweekte cellen en muizen. De Centrale Commissie Mensgebonden Onderzoek, die in Nederland de bescherming waarborgt van proefpersonen betrokken bij medisch-wetenschappelijk onderzoek, en de Commissie Medische Ethiek van het lumc vinden nu de tijd rijp voor een eerste, voorzichtige stap naar testen in mensen.

Van Deutekom werkt als onderzoeksstaflid bij Humane en Klinische Genetica. Ze geeft leiding geeft aan het project Genetische Therapie voor Duchenne's Musculaire Dystrofie ( dmd), een spierziekte genoemd naar de tweehonderd jaar geleden geboren excentrieke Franse neuroloog Guillaume Duchenne de Boulogne.

Meer over gentherapie

Meer over de ziekte van Duchenne op erfelijkheid.nl

terug naar boven

Fotografie
Duchenne was pionier op het gebied van elektrische stimulatie van spierweefsel. Daardoor ontdekte hij bijvoorbeeld dat voor een oprechte glimlach de spiertjes rond onze ogen essentieel zijn (Duchenne-glimlach).

Zonder vaste aanstelling zwierf hij langs Parijse ziekenhuizen, altijd op jacht naar patiënten met intrigerende zenuw- en spieraandoeningen. Hij was de eerste die fotografie gebruikte om ziekteprocessen te illustreren en de eerste die stukjes weefsel (biopten) bij levende patiënten wegnam voor microscopisch onderzoek, wat nogal wat ethische discussies losmaakte.

In 1861 maakte Duchenne in een boek melding van een jongen met een opmerkelijke degeneratie van spierweefsel (spierdystrofie), een ernstige aandoening die al eerder was beschreven door de Engelse arts Meryon. In 1868 publiceerde Duchenne een gedetailleerd onderzoek aan dertien patiëntjes. Mét foto's.

terug naar boven

Een beetje waggelen
Duchenne-patiënten leren pas laat lopen, hebben als peuter vaak gezwollen kuitspieren, vallen snel, hebben moeite met traplopen en rennen en zitten meestal vóór hun twaalfde in een rolstoel.

Rond hun twintigste krijgen ze ernstige ademhalingsproblemen en ze overlijden veelal rond hun dertigste aan ademhalings- of hartfalen. De Duitser Peter Emil Becker ontdekte vlak na woii een veel minder ernstige variant (Becker's Musculaire Dystrofie, bmd): jongemannen die niet goed mee kunnen met gym, een beetje waggelen of op hun tenen lopen.

Het verloop is minder voorspelbaar dan bij dmd: sommigen zitten rond hun dertigste in een rolstoel, anderen hebben een vrijwel normale levensverwachting. In de helft van de gevallen is de hartspier verzwakt, maar alleen ernstige bmd-gevallen bezwijken daar voor hun vijftigste aan.

Het intrigeerde Becker dat het bij zowel dmd als bmd steeds om jongens ging, met een incidentie van respectievelijk één op 3500 en 20.000. Ontstonden de aandoeningen wellicht door toevallige dna-schade in het x-chromosoom, waarvan mannen er tenslotte maar één bezitten?

terug naar boven

Knippen en plakken
Eind jaren tachtig werd vooral door werk van Leidse onderzoekers stapje voor stapje het voor beide aandoeningen verantwoordelijke gen in kaart gebracht. Is de gemiddelde genlengte zo'n 20.000 baseparen, het Duchenne-gen is maar liefst 2,4 miljoen basenparen lang en naar nu blijkt het grootste gen ooit gevonden.

Het eiwit waarvoor het gen codeert is echter stukken kleiner. De dna-tekst van het gen wordt in de celkern omgezet in een rna-tekst en daar worden vervolgens zo'n 78 overbodige stukken uit weggeknipt. De overblijvende rnatekstfragmenten (exonen) worden aan elkaar geplakt in een ingewikkeld proces dat splicing wordt genoemd.

Vervolgens wordt de ingekorte rna-tekst buiten de celkern vertaald in een langwerpig eiwit dat dystrofine is gedoopt en dat niet of nauwelijks kan worden aangetoond in skeletspieren van dmd-patiënten, maar wél in die van bmd-patiënten. Het eiwit is dan alleen wat korter dan normaal. De kop van dystrofine zit verankerd aan het cellulaire 'skelet' van de spiercel, de staart aan een eiwitcluster dat contact maakt met structuren buiten de cel. Zonder dystrofine zijn spiervezels instabieler, gevoeliger voor schade. Ze sterven uiteindelijk af.

Bij dmd zit er bijvoorbeeld vaak een gat in het gen: er ontbreekt een exon, waardoor er bij de vertaling van de uiteindelijke rna-tekst iets misgaat. De aanmaak van het dystrofine breekt voortijdig af, zodat iets ontstaat met een kop, maar zonder staart. Bij bmd kunnen ook bepaalde exonen ontbreken, soms zelfs méér dan bij dmd.

Maar nu wordt er bij de vertaling gewoon over de ontbrekende passages heen gelezen. Er ontstaat een iets korter dystrofine, mét kop en staart. Zo'n eiwit is nog redelijk functioneel.

terug naar boven

Mildere variant
Van Deutekom: 'Inmiddels wordt aan verschillende strategieën gewerkt om Duchennepatiënten weer aan een gezond dystrofine te helpen. Bijvoorbeeld transplantatie van normale donorspiercellen om verzwakte spiervezels te ondersteunen, waarbij men de blik nu ook richt op stamcellen uit beenmerg.

Die zouden zich, mits ze op de goede plek belanden, tot normale spiercellen kunnen ontwikkelen. Of het verpakken van een dystrofinegen in onschadelijk gemaakte virusdeeltjes. Die worden in staat geacht spiercellen binnen te dringen en hun therapeutische lading daar af te staan.

Een lastige exercitie, want het ene virustype is te groot om bij spiercellen te kunnen komen en het ander te klein om een functioneel dystrofine-gen te kunnen herbergen. Tot nu toe zijn de resultaten beperkt. Maar onze afdeling mikt op iets heel anders: we bemoeien ons met het splicingproces.

We zorgen ervoor dat tijdens dat knip-en-plakproces het exon dat grenst aan het ontbrekende stuk gewoon wordt overgeslagen (geskipt) en er dus eigenlijk een Becker-rna wordt gemaakt. De levensbedreigende Duchenne wordt zo omgezet in de vaak mildere Beckervariant.

De truc is om de splicingsmachinerie te misleiden door de ongeknipte rna-tekst op strategische punten af te plakken met kleine stukjes in het lab gesynthetiseerd kunst-rna (antisense oligonucleotiden, aons).

We voegden deze aons toe aan kweekjes Duchennecellen en die cellen maakten inderdaad de Beckerdystrofine. We spoten ze in spieren van muizen die rondlopen met een genetisch ingebouwd menselijk Duchenne-dystrofine-gen en we zagen hetzelfde.'

terug naar boven

Duchenne Parent Project
'Het Leidse biofarmaceutische bedrijf Prosensa heeft nu, mede dankzij een aantal flinke subsidies, het initiatief genomen om aons te produceren en die op toxiciteit te laten testen.

En binnenkort worden dus de eerste zes patiënten met die aons ingespoten in een plek op de scheenbeenspier, niet groter dan een euro. Na vier weken nemen we dan van die plek biopten om te kijken of er dystrofineproducten zijn gemaakt en hoe het immuunsysteem heeft gereageerd.

Mijn verwachting is dat het resultaat niet zal onderdoen voor wat we vonden in het vooronderzoek en dat we misschien al volgend jaar een vervolgonderzoek kunnen starten, waarbij we patiënten op gezette tijden een infuus geven met aons.' Van Deutekom is erg optimistisch.

En over de financiering maakt ze zich geen zorgen. 'We krijgen veel geld van het Duchenne Parent Project, een patiëntenvereniging die oorspronkelijk in de vs werd opgericht. De Nederlandse tak is erg actief en haalt hier bijna net zoveel geld op als de moedervereniging in heel Amerika! We onderzoeken met dat geld onder andere of we aons zó kunnen veranderen dat ze gemakkelijker in de spiercellen terechtkomen en dus lager gedoseerd zouden kunnen worden.'

Het originele artikel verscheen eerder in Cicero 7, juni 2006, het magazine van het LUMC te Leiden.

Laatst bijgewerkt op 12 juli 2006

terug naar boven

	0900-6655566 25 cent per minuut ma. en do. 10:00 tot 15:00 uur
	erfolijn@erfocentrum.nl