Onderzoekers KU Leuven kunnen muco-mutaties in luchtwegcellen herstellen

Onderzoekers van het muco-onderzoekslabo aan KU Leuven zijn er voor het eerst in geslaagd om, door middel van gentherapie, mutaties in luchtwegcellen te herstellen die verantwoordelijk zijn voor mucoviscidose. De onderzoeksresultaten verschijnen in het tijdschrift Cell Reports Medicine.

Mucoviscidose is een aangeboren genetische aandoening die wordt veroorzaakt door mutaties in één gen. Een taai slijm in longen en darmen veroorzaakt verstoppingen. Vroeger stierven mucopatiënten als kind; tegenwoordig is de mediane levensverwachting van een baby met muco 49 jaar en ligt de levenskwaliteit een pak hoger. Mucoviscidose is tot op heden echter niet te genezen.

"De oorzaak van mucoviscidose ligt bij mutaties van één gen en dat maakt de piste van gentherapie interessant", vertelt professor Marianne Carlon, die het muco-onderzoek aan KU Leuven leidt. "Bij de klassieke gentherapie voegt men dan het correcte gen toe - naast het gemuteerde gen. Bij de nieuwe gentherapie wordt een mutatie weggeknipt en vervangen. De oorspronkelijke fout wordt hersteld waardoor het gen helemaal hetzelfde is als bij gezonde personen. Je kan dus echt van een genetische wijziging spreken."

Geavanceerde CRISPR-techniek

De onderzoekers maken gebruik van de prime editing-techniek, een manier om DNA heel precies aan te passen, die gebaseerd is op de bekende CRISPR-methode. "We slaagden er in heel precies mutaties in het CFTR-gen aan te passen naar de juiste variant", legt doctoraal onderzoeker Mattijs Bulcaen uit. "Voor het eerst konden we zo muco 'genezen' in menselijke luchtwegcellen."

Om hun genetische aanpassingen in de cellen te valideren, ontwikkelde het team 'DETECTOR'. De AI-gedreven technologie analyseert microscopie-data van organoïden, mini-orgaantjes die in het labo worden opgegroeid uit biopsieën bekomen van mucopatiënten, om na te gaan welke cellen nog 'ziek' zijn en muco-eigenschappen vertonen en bij welke cellen de prime editing heeft gewerkt en ze dus muco-vrij zijn.

Van petrischaal naar patiënt

De volgende uitdaging is de sprong van het petrischaaltje naar de patiënt. "Succesvolle gene editing-behandelingen zijn tot nu toe vooral bij bloedziektes gebeurd omdat daarbij stamcellen uit het bloed of het beenmerg kunnen geïsoleerd worden, buiten het lichaam aangepast om vervolgens opnieuw in te brengen", legt Carlon uit. "De goedkeuring eind 2023 van het eerste CRISPR-medicijn ooit, 'Casgevy' voor de bloedziekte sikkelcelanemie, is een belangrijke mijlpaal die het pad vrijmaakt om CRISPR-therapieën ook voor andere ziekten te ontwikkelen. Bij longziekten ligt de ontwikkeling van zo'n therapie om verschillende redenen moeilijker - alleen al het feit dat we het hier hebben over de oppervlakte van een tennisveld - al gebeurt er wel volop onderzoek naar."

"Het feit dat we gericht genen kunnen aanpassen in menselijke cellen en nagemaakte orgaantjes in het labo zonder nevenschade, is een enorme stap vooruit. Nu is de belangrijkste onderzoeksvraag hoe we deze technologie kunnen toepassen in het lichaam zelf", besluit Bulcaen.

Vooraleer goede onderzoeksresultaten zich vertalen naar nieuwe behandel- of onderzoeksmethoden, moet nog een verder ontwikkelingstraject doorlopen worden dat jaren in beslag kan nemen.