AGrigorjeva/iStock/GettyImages

Eerste genetische kaart

Gentechnologie gaat terug tot 1913, toen Alfred Sturtevant, een Amerikaanse geneticus, de eerste chromosomale genetische kaart produceerde voor zijn proefschrift. Hij demonstreerde genetische koppeling tijdens de meiose en liet zien hoe ouderlijke chromosomen halveren om sperma- en eicellen te vormen.

Menselijk genoomproject

Na de ontdekking in 1953 van de dubbele helix van DNA door Francis Crick en James Watson, ontwikkelde Frederick Sanger een methode om DNA te sequencen, waarbij de vier nucleotidebasen werden toegewezen:adenine (A), thymine (T), guanine (G) en cytosine (C). In de jaren tachtig was de sequencing volledig geautomatiseerd.

Van visie naar realiteit

In 1988 financierde het Amerikaanse Congres de National Institutes of Health en het Department of Energy om onderzoek naar het menselijk genoom te coördineren. Het Human Genome Project, waarvan aanvankelijk werd verwacht dat het tientallen jaren zou duren, bracht in 2000 90% van het genoom in kaart en voltooide de volledige sequencing ervan in 2003 – slechts 50 jaar na de doorbraak van de dubbele helix.

Basisparen

De baseparingsregels van DNA (A met T, G met C) werden bevestigd, waarbij ongeveer 3 miljard basenparen werden onthuld, gerangschikt in 23 chromosoomparen in menselijke kernen.

Defecte genbewerking

Snel vooruit naar augustus 2017, toen internationale teams uit Oregon, Californië, Korea en China CRISPR-9 – een technologie voor het bewerken van genen – toepasten om een erfelijk hartafwijkingsgen (MYBPC3) in menselijke embryo’s te corrigeren. Het defect, hypertrofische cardiomyopathie, leidt tot een plotselinge dood bij jonge atleten en treft ongeveer 1 op de 500 personen.

Er werden twee benaderingen getest. De eerste betrof het bevruchten van eieren met sperma dat het defecte MYBPC3-gen draagt, vervolgens het verwijderen van de mutatie en het inbrengen van gezond DNA. Hoewel deze methode met succes 36 van de 54 embryo's repareerde, misten 13 embryo's de mutatie, maar bevatten ze wel enkele aangetaste cellen, wat inconsistente resultaten opleverde.

De tweede benadering introduceerde een CRISPR-schaar in het ei vóór de bevruchting, gericht op mitochondriaal DNA. Dit leverde een succespercentage van 72% op:42 van de 58 embryo's waren mutatievrij, hoewel 16 afwijkend DNA bevatten. Alle embryo's werden na drie dagen weggegooid, waardoor er geen ontwikkelingsresultaten konden optreden.

Meer onderzoek nodig

Kiembaanbewerking blijft ineffectief als beide ouders hetzelfde defecte gen dragen, wat de noodzaak van verdere onderzoeken onderstreept. De huidige Amerikaanse federale wet beperkt de overheidsfinanciering voor kiembaanonderzoek, waardoor de vooruitgang wordt beperkt. De financiering voor het onderzoek uit 2017 kwam van het Zuid-Koreaanse Institute for Basic Science, de Oregon Health &Science University en particuliere stichtingen.

Designerbaby's?

Hoewel het idee om eigenschappen van baby’s aan te passen – zoals muzikaal talent of atletisch vermogen – tot de publieke verbeelding spreekt, blijft het wetenschappelijk onhaalbaar. Bij de menselijke lengte zijn bijvoorbeeld grofweg 93.000 genvarianten betrokken. Zoals Hank Greely, directeur van het Center for Law and the Biosciences aan Stanford, opmerkte in de New York Times:"We kunnen niet voorspellen dat een embryo een specifieke SAT-score zal behalen of een bepaald talent zal bezitten; deze eigenschappen komen voort uit complexe geninteracties."

De toekomst van genbewerking

Kiembaantechniek is veelbelovend voor het voorkomen van erfelijke ziekten en biedt hoop aan gezinnen met bekende aangeboren aandoeningen. Voor de meeste paren zorgen de hoge kosten en ethische debatten – samen met het gevoel dat natuurlijke bevruchting de voorkeur heeft – er echter voor dat het bewerken van genen waarschijnlijk geen routine zal worden. Bio-ethicus Dr. R. Alta Charo van de Universiteit van Wisconsin-Madison benadrukt dat "seks leuker is", waarmee hij de maatschappelijke terughoudendheid benadrukt.

Naarmate de technologie vordert, zal het debat over kiembaanmodificatie, gentherapie en de mogelijkheid van designerbaby's blijven bestaan, wat zorgvuldig ethisch, juridisch en wetenschappelijk onderzoek zal vereisen.