Een spierspecifieke, genetische regelmodule zorgt ervoor dat dystrofinegenen sterker aan­staan. Dit opent de weg naar effectievere gentherapie.

Gentherapie tegen duchenne en andere erfelijke spierziektes kan sterk verbeteren dankzij een ‘moleculaire turbomotor’ die de ingebrachte genen harder laat werken. Bij muizen werkt het al, melden Thierry VandenDriessche, Marinee Chuah en collega’s van de Vrije Universiteit Brussel in Nature Communications.

Die turbo is een cis-regulatory module (CRM), een DNA-fragment van een paar honderd basenparen in de buurt van het eigenlijke gen. Het bindt diverse transcriptiefactoren die bepalen in welke mate het gen kan worden afgelezen. Die aansturing verloopt via een promotor, een ander DNA-fragment dat tussen CRM en gen
in zit.

Uitdagingen

Gentherapie kampt nog altijd met een paar uitdagingen. De vervangende genen die je bij gentherapie inbrengt, komen in principe overal in het lichaam terecht. Om ze alleen te laten aanslaan in het spierweefsel, moet je er een CRM aan koppelen die reageert op transcriptiefactoren die uitsluitend dáár voorkomen. Het tweede punt is dat je maar een beperkt aantal genen kunt inspuiten, omdat je ze moet verpakken in een virusmantel die – bij voldoende aantallen – het immuunsysteem activeert. Door dit beperkte aantal, moet het ingebrachte gen in de hoogst mogelijke stand staan, anders is het effect verwaarloosbaar. Daar kan een CRM ook bij helpen.

‘We willen nu eerst testen in duchenne-honden’

VandenDriessche vertelt dat hij en Chuah al een jaar of tien werken aan CRMs. In eerste instantie waren het leverspecifieke turbo’s, die de productie van stollingsfactoren verhogen in muizen met hemofilie. Dit keer hebben ze er zeven opgespoord die actief zijn in spiercellen. Dat ging via datamining: een computeralgoritme het gehele menselijke genoom laten doorzoeken naar CRM-achtige sequenties in de buurt van genen, die in de spieren zeer actief zijn. Dat de evolutie die CRM-sequenties vrij constant laat, doet vermoeden dat de natuur er een bedoeling mee heeft.

De onderzoekers koppelden zes van die CRMs aan een eveneens spierspecifieke promotor genaamd desmine en een gen voor lichtgevend luciferase-eiwit. Ingekap­seld in een virusmantel spoten ze die synthetische, computationally designed DNA-constructen een voor een in bij muizen. Activering van het luciferase-gen door de spierspecifieke turbo’s veroorzaakte inderdaad lichteffecten in diverse vormen van spierweefsel, inclusief de hartspier; één CRM verhoogde de luciferaseproductie zelfs een paar honderd keer. Andere weefsels gaven vrijwel geen licht.

Met die laatste CRM, werktitel Sk-CRM4, is verder geëxperimenteerd op gemodificeerde muizen met een vorm van menselijke duchenne. Nu koppelen de onderzoekers het aan een gen voor microdystrofine, een uitgeklede vorm van het dystrofine-eiwit waarvan duchennepatiënten te weinig aanmaken. Het complete dystrofinegen past niet in zo’n virusmantel, vandaar. De spierfuncties van de muizen gingen er inderdaad merkbaar op vooruit.

Robuust effect

Vergeleken met eerdere trial-and-error-achtige pogingen tot gentherapie met opgevoerde promotoren, is het effect veel robuuster. Volgens VandenDriessche is het succes van deze benadering vooral te danken aan de verhoogde en stabiele expressie door de combinatie van Sk-CRM4 en spierpromotoren, waardoor je het niet telkens opnieuw hoeft te injecteren. Daar­naast is ook effectieve aflevering van deze synthetische constructen in het spierweefsel van belang.

Voor tests op mensen is het echter nog te vroeg. ‘We willen nu eerst gaan testen in duchenne-honden. Als dat ook goed werkt, zijn we klaar voor preklinische toxicologietests. Pas daarna kunnen we een aanvraag indienen voor een klinische fase 1-test. In het beste geval is dat binnen drie jaar.’