‘Spelchecker voor DNA’ wint McKinsey & Company-prijs

Mucoviscidose, ook wel muco of taaislijmziekte genoemd, is de meest voorkomende dodelijke erfelijke aandoening in Europa en Noord-Amerika. In België alleen al lijden ongeveer 1.400 mensen aan de ziekte, wereldwijd gaat het over meer dan 160.000 mensen. Toch bestaat er nog altijd geen behandeling die de oorzaak van de ziekte aanpakt. Voor zijn doctoraat werkte biochemicus Mattijs Bulcaen aan een geavanceerde vorm van gentechnologie die fouten in het DNA van levende cellen kan corrigeren. Zijn werk is nu bekroond met de wetenschappelijke prijs McKinsey & Company.

Wat is mucoviscidose precies?

“Muco is een ziekte die heel het lichaam aantast, maar vooral de longen. Daar stapelt zich dik, taai slijm op, waardoor ademen almaar moeilijker wordt. De aandoening veroorzaakt ook chronische infecties, wat de behandeling complex maakt. Er bestaan pillen die de symptomen kunnen vertragen en verzachten, maar je geneest er niet van. Bij veel mensen met muco werken ze zelfs helemaal niet.”

De oorzaak zit bij een fout in het DNA?

“Klopt. Muco wordt veroorzaakt door fouten in het CFTR-gen. Dat bevat de instructies voor een klein zoutkanaaltje dat de slijmlaagjes in onze organen vochtig houdt. Zit er een fout in het gen, dan werkt het kanaaltje niet meer. De moleculaire oorzaak is dus opmerkelijk simpel: één of enkele foute lettertjes in een DNA-code van meer dan zes miljard letters. De uitdaging is: hoe vind én verbeter je net díé letter?”

Jij werkt aan een techniek waarmee dat kan.

“Ik noem het graag de next generation-CRISPR. De klassieke CRISPR-techniek won in 2020 de Nobelprijs voor Chemie – en terecht – maar je kan er alleen mee knippen: stukjes DNA kapotmaken. Voor muco heb je een preciezere ingreep nodig.”

“Wij gebruiken prime editing, een geavanceerde nieuwe techniek. Daarmee kan je gericht naar één plek op de chromosomen gaan om een fout stukje DNA te vervangen door een gezond stukje. Alsof je in een tekstverwerker spellingcontrole uitvoert, de foute letters wist en de juiste in de plaats zet. Alleen zijn het geen letters maar biochemische moleculen aaneengeschakeld tot een complexe keten in levende cellen.”

Wat heb je in jouw onderzoek al kunnen aantonen?

“Dat onze techniek niet alleen op papier werkt. We corrigeerden de DNA-fout eerst in eenvoudige cellen, daarna in organoïden: minidarmpjes gekweekt uit cellen van patiënten. Bij gezonde mensen zwellen die spontaan op als ballonnetjes, bij mensen met muco niet. Na onze correctie begonnen ze wél te zwellen. En in luchtwegcellen – de cellen die we uiteindelijk in patiënten willen bereiken – konden we aantonen dat de elektrische activiteit van het zoutkanaaltje herstelde. We onderzochten altijd of het DNA zelf veranderd was, maar ook of de functie in de cel hersteld was.”

Je werk is nu beloond met de McKinsey-prijs. Wat betekent dat voor jou?

“Enorm veel. Ik ben ontzettend dankbaar dat het FWO, en bij uitbreiding de samenleving, het belang van dit soort onderzoek erkent. Want het kost bijzonder veel tijd en middelen. Reagentia – de chemische stoffen die we gebruiken om een reactie op te wekken – zijn bijvoorbeeld niet goedkoop.”

“Ik heb mijn doctoraat kunnen opstarten dankzij een beurs van de Mucovereniging. Die mensen hebben met bloed, zweet en tranen geld bijeengebracht om te investeren in een oplossing op lange termijn. Hun inspanningen motiveren me tijdens lange werkdagen in het laboratorium.”

Wat is de volgende stap?

“We werken op twee sporen. Er zijn honderden verschillende fouten die muco kunnen veroorzaken, dus bouwen we een soort pijplijn om voor élke DNA-fout snel – binnen enkele maanden – een correctie te vinden. Dat is het eerste spoor.”

“Tegelijk zoeken we een goede manier om de technologie ín het lichaam te krijgen. Een long kan je niet even uit het lichaam halen. Raken we in voldoende cellen binnen om mensen echt te genezen? Die vraag moet in klinische studies beantwoord worden.”

Wanneer mogen mensen met muco een behandeling met jullie techniek verwachten?

“Over acht à tien jaar, hoop ik. Het grote voordeel van werken op DNA is dat een correctie blíjft – je hoeft niet elke dag een pil te nemen. Maar dit soort onderzoek vraagt tijd. Snel is voor ons vijf jaar. Voor patiënten is dat mórgen: iemand wiens longcapaciteit wegzakt, wil liefst van al gisteren een oplossing.”

“Ik geloof er sterk in, maar ik blijf dus liever voorzichtig met voorspellingen. Er is een dunne lijn tussen terechte en valse hoop geven.”