In een laboratorium van de Universiteit van Cambridge heeft een gebeurtenis plaatsgevonden waar ontwikkelingsbiologen al meer dan tien jaar op wachtten. Onderzoekers hebben voor het eerst de uiterst precieze methode van base editing rechtstreeks toegepast op menselijke embryo's in hun vroegste stadia.
Het resultaat was zowel verrassend als fundamenteel: zonder het NANOG-gen slaagden de cellen er niet in om de epiblast te vormen — de laag pluripotente cellen waaruit later het volledige organisme ontstaat. Ondertussen bleven de weefsels die de placenta en de dooierzak vormen zich vrijwel normaal ontwikkelen.
De methode van base editing betekent een aanzienlijke stap voorwaarts vergeleken met de klassieke CRISPR/Cas9-techniek. Het maakt het mogelijk om slechts één 'letter' in de drie miljard tekens tellende sequentie van het menselijk genoom te wijzigen, zonder de dubbele DNA-helix te verbreken. In plaats van gevaarlijke dubbelstrengse breuken te veroorzaken, zet de 'editor' het ene nucleotide chemisch om in het andere. Bij dit onderzoek werd de zeer efficiënte adenine-variant ABE8e gebruikt.
Onder leiding van professor Kathy Niakan (Loke Centre for Trophoblast Research) brachten de onderzoekers het bewerkingssysteem in bij embryo's die verkregen waren via ivf, waarbij de functie van het NANOG-gen volledig werd uitgeschakeld. De embryo's werden gedurende 6,5 dag gekweekt — in strikte overeenstemming met de Britse wetgeving en onder toezicht van de Human Fertilisation and Embryology Authority (HFEA). Alle gebruikte monsters waren overtollig na afronding van de reproductieve programma's van de donoren.
In tegenstelling tot muismodellen, waarbij het verlies van Nanog de ontwikkeling van meerdere cellijnen tegelijk verstoort, bleek het effect bij mensen specifieker te zijn. Zonder NANOG wordt de epiblast niet gevormd, terwijl de trofectoderm (de toekomstige placenta) en het primitieve endoderm (de toekomstige dooierzak) zich zonder duidelijke afwijkingen ontwikkelen. Dit toont duidelijk aan hoe voorzichtig men moet zijn met het vertalen van gegevens uit diermodellen naar de menselijke biologie.
De ontdekking draagt bij aan een beter begrip van de mechanismen achter vroege miskramen en mislukte ivf-behandelingen, waarvan er vele plaatsvinden tijdens de fase van de celspecificatie. Op de lange termijn kan deze kennis de effectiviteit van kunstmatige voortplantingstechnieken aanzienlijk verhogen.
Deze ontdekking is meer dan alleen een volgende stap in het begrijpen van de embryonale ontwikkeling. Het markeert het begin van een nieuw tijdperk in de menselijke biologie, waarin nauwkeurige moleculaire instrumenten ons eindelijk inzicht geven in de meest verborgen mechanismen van het ontstaan van leven. Dankzij werk zoals het onderzoek van Kathy Niakan en haar team hoeven we minder te gissen en beginnen we te begrijpen waarom sommige embryo's zich succesvol ontwikkelen en andere niet, hoe we gezinnen zorgvuldiger en effectiever kunnen helpen en hoe we in de toekomst mogelijk ernstige genetische aandoeningen al voor de geboorte kunnen voorkomen.
Elk nieuw precisie-instrument en elk verantwoord onderzoek brengt ons dichter bij het moment waarop de reproductieve geneeskunde werkelijk nauwkeurig, veilig en humaan wordt. Het belangrijkste is om vooruitgang te boeken met respect voor ethische grenzen en met een gezamenlijk doel: het leven beter, gezonder en voller aan mogelijkheden maken.
