Momenteel wordt druk gezocht naar technieken die deze risico’s kunnen vermijden. Bij sommige aandoeningen is het niet nodig dat het virus in de bloedcellen terechtkomt. Soms kan dan ook gewerkt worden met lokale gentherapie (in de EOS van juni ’09 staat een stukje over lokale gentherapie voor tandvleesproblemen).

Zoals evolutie niet zonder genetica kan, kan genetica niet zonder informatica!

Geschreven in Algemeen  Vaste link  Reacties : (4)  Geef uw reactie!

Het onderstaande filpje werd gemaakt door Wim Huybrechts, laborant voor de weefselkweek op het labo voor menselijke erfelijkheid in Leuven.

In het filmpje laat Wim zien hoe vruchtwatercellen in cultuur worden gebracht, waarna er genetische analyses op kunnen gebeuren. Als een bepaalde ernstige overerfbare aandoening in de familie aanwezig is, kan een toekomstig ouderpaar, in overleg met de gynaecoloog en meestal ook een geneticus, overgaan tot genetische analyse van de cellen in het vruchtwater. Zo'n analyse is meestal een chromosomenkaart of een polymerase kettingreactie (zie vorige stukjes). Het gele vocht in de tubes is het vruchtwater, door de gynaecoloog afgenomen bij zwangere vrouwen. 

Geschreven in Algemeen  Vaste link  Reacties : (4)  Geef uw reactie!

RNA is voornamelijk gekend als overgangsvorm tussen DNA en eiwitten, waarbij RNA de belangrijke taak heeft een gen over te schrijven en te vertalen naar een eiwit. De vormen van RNA die hierbij betrokken zijn, heten boodschapper RNA, ribosomaal RNA en transfer RNA. Maar er is eveneens niet-coderend RNA, dat in overvloed in cellen aanwezig is. De jongste jaren pas wordt stilaan duidelijk dat RNA een centrale rol heeft in genregulatie en het vergroten van de diversiteit aan eiwitten (want ondanks de eenvoud van de DNA-code, kunnen er toch heel complexe eiwitten gemaakt worden).

Op het einde van de vorige eeuw werden nieuwe vormen van RNA ontdekt met specifieke functies.  Dit was een ware revolutie in de genetica. Fire en Mello kregen de nobelprijs geneeskunde in 2006 voor hun ontdekking van RNAi waarbij de i staat voor interferentie of tussenkomst. Er zijn twee subklassen van RNAi gekend: siRNA of small interference RNA dat boodschapper RNA kan afbreken en miRNA of micro-RNA, korte haarspeldvormige RNA ketentjes die het overschrijven van eiwitten kunnen blokkeren.  Het gebruik van zelfgemaakte RNAi’s is een nieuwe vorm van gentherapie waarmee foute genen uitgeschakeld kunnen worden.  

 

Geschreven in Algemeen  Vaste link  Reacties : (0)  Geef uw reactie!

Eugenetica (eu= grieks voor goed) werd op het einde van de 19de eeuw voor het eerst gebruikt door Galton, een neef van Darwin, om te verwijzen naar het selectief kweken van soorten om hun erfelijke kenmerken te verbeteren. Eugenetica voor mensen wordt vandaag de dag nog altijd in verband gebracht met de Holocaust en het Nazistische sterilisatiebeleid en is in strijd met de mensenrechten en de anti-discriminatiewetgeving. Daarom is eugenetica in veel landen een taboe-onderwerp. 

Mensen hebben er minder problemen mee om planten en dieren genetisch te selecteren, als dat 'mooiere' of 'nuttigere' wezens oplevert. Zo is het Belgische wit-blauw koeienras het resultaat van menselijke selectie met als doel zoveel mogelijk vlees per koe te verkrijgen. De koeien zijn zo ‘vervormd’, dat ze niet meer op natuurlijke wijze kunnen bevallen, maar altijd keizersnede nodig hebben. 

Ook de honden in de BBC reportage 'Pedigree dogs exposed' ondervinden veel hinder van hun genetisch selectieve baasjes die vreemde uiterlijke kenmerken (“schoonheid”) verkiezen boven de gezondheid van hun viervoeters! Een deel van de reportage is te bekijken in het onderstaande YouTube filpje. Wie de hele reportage wil zien, vindt de url onderaan.

De vraag is of dit nog “goede”genetica is…

http://vids.myspace.com/index.cfm?fuseaction=vids.individual&videoid=44215931

Geschreven in Algemeen  Vaste link  Reacties : (3)  Geef uw reactie!

Sequencing heet in het Nederlands eigenlijk sekweneren, maar die term wordt maar zelden gebruikt. Om fouten op te sporen in de lettervolgorde van de genetische code zijn de cytogenetische technieken, zoals de chromosomenkaart, niet gevoelig genoeg, ze kunnen enkel grote fouten op het niveau van de chromosomen opsporen. 

Sequencen  of sekweneren is de techniek die het ons mogelijk maakt om de exacte lettercode van een stukje DNA te bepalen. Ook in het humaan genoom project werd de volledige lettercode van het menselijk DNA met deze techniek achterhaald. Sequencing laat ook toe om kleine fouten op het niveau van de genen opsporen.

Vóór het sequencen dient het stuk DNA waarin men is geïnteresseerd eerst miljoenen malen gekopieerd te worden in een polymerase ketting reactie (PCR): de dubbele DNA streng wordt losgemaakt door verhitting, korte stukjes DNA (primers) binden aan de uiteinden van de streng en een polymerase enzym kopieert de DNA streng. Het belangrijkste principe in de genetica, de selectieve binding van A aan T en van C aan G (ook wel complementariteit genoemd), vormt de grondslag van de celdeling en de voortplanting, kortom van het biologische leven zelf. Ditzelfde principe vormt ook de basis voor de PCR techniek. Elke nieuw gevormde streng kan weer de basis vormen voor een nieuwe kopie. Vandaar de naam kettingreactie, omdat het aantal kopieën exponentieel toeneemt.

Sequencen is ook gebaseerd op de complementariteit van de genetische code. Om het principe van sequencing duidelijk te maken, nemen we het volgende DNA fragment als voorbeeld:

ATGTGCCTATCCGGTACCTTAAATACCCATGGG      (te sequencen DNA fragment)

Een kort DNA fragment met gekende lettervolgorde –primer- wordt hieraan toegevoegd in een reageerbuisje, alsook een polymerase enzym dat de DNA-code kan kopiëren en fluorescente en niet-fluorescente basen (de letters A, T, C, G waarmee de code is opgebouwd).

TACACGGATA (primer)

+ A  + T + C + G  (niet-fluorescente letters)

+A* + T* + C* + G* (fluorescente letters)

De primer herkent en bindt aan een complementair stukje DNA (T bindt aan A, A aan T, C aan G enz.)

Het polymerase-enzyme zal de code verder overschrijven met vrij 'rondzwemmende' letters. Lukraak kan op een bepaalde plaats een fluorescente letter worden ingevoegd. Wanneer dit gebeurt, stopt het overschrijven.  Omdat er miljoenen kopieën van het DNA fragment in de reageerbuis aanwezig zijn, zal de reactie op verschillende momenten stoppen. Zo zullen fragmenten  van verschillende lengte ontstaan, waarvan telkens de laatste letter fluorescent is.  Deze fragmenten worden in een gel geordend en de fluorescente signalen worden opgevangen door de sequencer. Om de originele  code te kennen, kan een computer ‘terugrekenen’ naar de complemente streng.

Dit is een voorbeeld van een sequencing-resultaat na analyse door de computer (ander DNA fragment dan in bovenstaand voorbeeld). In de onderste rij zie je hoe fouten gedetecteerd worden.

 

Voor een computeranimatie van de sequencing techniek (in het Engels), surf naar:

http://www.dnalc.org/ddnalc/resources/cycseq.html

“Whole genome sequencing” 

Sinds enkele jaren is het mogelijk het hele genoom van een individu te analyseren. Op het internet zijn tal van obscure bedrijfjes te vinden die voor een pak geld (meestal maar enkele delen van) je opgestuurde DNA (uit speeksel) willen onderzoeken. Toch is het nog lang niet duidelijk wat de precieze betekenis is van al deze door sequencing vergaarde informatie. Genetici weten nog niet van alle varianten of afwijkingen te zeggen welke invloed ze hebben op de gezondheid. De meeste ziekten zijn namelijk multifactorieel overerfbaar, wat betekent dat verschillende genen en ook levensstijl en omgevingsfactoren een rol spelen bij het ontstaan ervan. En als uit een screening blijkt dat je een afwijking hebt waarvan men weet dat ze een verhoogd risico biedt op bijvoorbeeld hartaandoeningen, kan men voorlopig toch niets meer doen dan algemene adviezen zoals “gezond eten”, “bewegen” en “niet roken” op te volgen, wat eigenlijk voor iedereen geldt. 

Geschreven in Algemeen  Vaste link  Reacties : (11)  Geef uw reactie!

Geschreven in Algemeen  Vaste link  Reacties : (2)  Geef uw reactie!

Griep wordt veroorzaakt door het influenzavirus (influenza=italiaans voor (in)vloed). Dit virus kan in vele gedaanten voorkomen en die gedaanten krijgen de naam van de eiwitten die ze in hun mantel dragen: H voor hemagglutinine en de N voor neuraminidase. Bij mensen komen 3 soorten H en 2 soorten N voor. Hemagglutinine maakt dat het virus de cellen kan binnendringen en neuraminidase zorgt ervoor dat nieuw gevormde viruspartikels zich kunnen loskoppelen van hun gastheercel. De geneesmiddelen tegen griep bevatten een remmer van dit neuraminidase.

De H en N manteleiwitten veranderen voortdurend. Deze veranderingen treden op in de genen die coderen voor H en N. Er zijn twee vormen van verandering: antigene drift en antigene shift.

Antigene drift maakt verandering van de aminozuurvolgorde van H en N mogelijk door natuurlijke mutaties, maar de functie van de manteleiwitten verandert niet. De oorzaak van deze natuurlijke mutaties ligt bij het feit dat bij de virusreplicatie (equivalent van voortplanting) geen controle mogelijk is bij het kopiëren van het RNA. Als gevolg van kopieerfouten ontstaan wijzigingen in de genetische samenstelling van de eiwitmantel en kan het influenzavirus elk winterseizoen weer ontsnappen aan ons afweersysteem, dat specifiek bepaalde aminozuurvolgorden moet herkennen om een virus uit te schakelen (wat ons immuunsysteem herkent, wordt "antigen" genoemd, vandaar "antigene" drift). Daarom moet elk jaar een nieuw vaccin worden gemaakt, dat aangepast is aan de nieuwe mutaties en slechts één jaar geldig is.

Antigene shift is de genetische recombinatie van een H en een N van twee verschillende stammen van een influenzavirus tot een nieuwe virusstam. Dit komt enkel voor bij influenza A, omdat influenza A, in tegenstelling tot B en C, ook andere zoogdieren en vogels kan infecteren, die gemakkelijker door twee verschillende virusstammen geïnfecteerd raken, waarna het genetische materiaal wordt ‘gemixt’in de gastheer tot een compleet nieuw virus.

Het H1N1 Mexicaanse griepvirus (foto hierboven) ontstond door antigene shift en is een recombinatie van genen afkomstig van verschillende virusstammen bij varkens. Het valt nog af te wachten hoe gevaarlijk dit virus is en hoe groot de epidemie wordt, die in de hand wordt gewerkt door de enorme mobiliteit van de mensen.

Geschreven in Algemeen  Vaste link  Reacties : (6)  Geef uw reactie!

Klassiek genetisch onderzoek bestaat, net zoals de genetische afwijken zelf, op twee niveaus: het niveau van de chromosomen en het niveau van de genen. Het onderzoek op het niveau van de chromosomen heet cytogenetisch (van cyto: cel) onderzoek; het onderzoek op het niveau van de lettervolgorde van genen heet moleculair genetisch onderzoek of DNA-onderzoek.

De chromosomenkaart of het karyotype is een cytogenetisch onderzoek, dat in de jaren 1970 werd ontwikkeld. Met deze techniek kunnen afwijkingen in het aantal of de vorm van de chromosomen worden aangetoond. Het gaat om grote afwijkingen, van miljoenen basen en verschillende genen tegelijk. Een stuk chromosoom kan verloren gaan (deletie), extra toegevoegd zijn (insertie) of verplaatst zijn (translocatie). 

Ieder chromosomenpaar, waarvan het ene chromosoom overgeërfd werd van vader en het andere van moeder, wordt vlak voor de celdeling verdubbeld, alvorens de cel zich splitst in twee dochtercellen. De chromosomen zijn op dat moment niet I-vormig, maar H-vormig, waarbij het tweede beentje van de H een kopie is van het eerste beentje. In deze fase worden de chromosomen ‘geoogst’ en gefixeerd voor het maken van de chromosomenkaart.

Nog niet zo lang geleden werden manueel microscopiefoto’s gemaakt van de celkernen met chromosomen, nu gebeurt dit met een automatische microscoop. De chromosomen worden niet meer uit fotopapier uitgeknipt en opgekleefd, maar op de computer geknipt en gesorteerd. De bandjes op de chromosomen komen steeds in dezelfde patronen voor. Geoefende laboranten herkennen de grootte en vorm van de chromosomen razendsnel.

Hier zie je in een filmpje hoe een chromosomenkaart tot stand komt:

Geschreven in Algemeen  Vaste link  Reacties : (6)  Geef uw reactie!

In de tweede Genetica-bijlage bij de EOS van de maand mei staat een stuk over de pro’s en contra’s van genetisch gemodificeerde gewassen. Een mooi voorbeeld hiervan is de gemodificeerde aardappel Amflora. Vorige week gaf de bevoegde Duitse minister de toelating aan chemie-reus BASF om veldexperimenten uit te voeren met de genetisch gemodificeerde aardappel in de provincie Mecklenburg-Vorpommern.

De Duitse firma BASF heeft een aardappel ontwikkeld, die alleen het zetmeel amylopectine bevat. Een  gewone aardappel bevat 2 soorten zetmeel: amylose en amylopectine. Amylopectine is een verdikkingsmiddel, maar amylose zorgt voor gelvorming. In de industrie is enkel amylopectine nuttig, terwijl amylose een ongewild molecule is voor veel applicaties. Scheiding van amylose en amylopectine is arbeidsintensief, verbruikt veel energie en is daarom economisch ongunstig. Daarom wordt zetmeel dat bestemd is voor de industrie eerst chemisch behandeld om de eigenschappen van amylose te veranderen. Ook dit proces verslindt energie.

BASF ontwikkelde daarom de genetisch gemodificeerde amylopectine-aardappel Amflora. Deze aardappel is niet gemaakt om op te eten, maar is bedoeld voor technische toepassingen zoals bijvoorbeeld productie van papier, plakband, textiel, constructiematerialen en cosmetica. Amflora werd ontwikkeld met als doel de Europese positie op de zetmeelmarkt te versterken, tegenover andere producenten van zetmeel uit bvb mais. Een hoogwaardige zetmeelaardappel zoals Amflora zou de Europese boeren volgens BASF ten minste 100 miljoen euro per jaar extra winst kunnen opleveren.

Onderzoekers van BASF ontwikkelden Amflora door het gen voor het enzyme dat instaat voor de productie van amylose uit te schakelen door gebruik te maken van interferentie RNA. De cultivatie van Amflora is omstreden omdat de vector om het gen te modificeren de plantencellen ongevoelig maakt voor antibiotica (zie ook het stukje over moleculair klonen). De grote vrees is dat dit gen overgedragen wordt op andere gewassen. De Amflora aardappel mag daarom enkel onder bepaalde voorwaarden worden geproduceerd en alle medewerkers in de sector moeten maatregelen in acht nemen om Amflora strikt gescheiden te houden van gewone zetmeelaardappelen. In Europa bestaan geen wilde aardappelsoorten en de Amflora maakt ook geen zaden, wat de kans op kruisoverdracht van de genetische modificatie verkleint.

De Europese commissie schuift de goedkeuring van de commerciële cultivatie van Amflora al 12 jaar voor zich uit, tot ongenoegen van de Duitse chemiegroep, die erop wijst dat ze de zeer strenge Europese toelatingsprocedure volledig heeft gevolgd. Bovendien toonde het advies van het Europese voedselveiligheidsagentschap begin 2006 dat de nieuwe aardappelsoort even veilig is voor mens, dier en omgeving als de klassieke aardappel.

Duitsland neemt alvast het voortouw in Europa door experimenten met GGO's toe te laten. Verschillende organisaties, waaronder Greenpeace verzetten zich tegen de cultivatie van GGO's.

Geschreven in Algemeen  Vaste link  Reacties : (6)  Geef uw reactie!

De genenchip of micro-array techniek is een nieuwkomer in het genetisch onderzoek. Waarom werd deze techniek zo’n tien jaar geleden ontwikkeld? Klassiek DNA-onderzoek laat wel toe om enerzijds grote afwijkingen aan de chromosomen op te sporen (cytogenetica) en anderzijds kleine fouten in de lettervolgorde van genen te detecteren (moleculaire genetica), maar hiermee weet de onderzoeker nog niet in welke mate genen in bepaalde cellen en onder bepaalde omstandigheden tot expressie worden gebracht. Met andere woorden, wie wil weten hoe vaak genen in bepaalde cellen worden overgeschreven in RNA en eiwitten heeft een andere techniek nodig.

De micro-array techniek of genenchip laat toe om de expressie van genen te onderzoeken. De techniek kan worden gebruikt op materiaal van verschillende organismen, bijvoorbeeld mensen, (knock-out) muizen, genetisch gemodificeerde fruitvliegen, bacteriën of planten. Een mogelijke toepassing is het opzoeken van genen die meer tot expressie komen in planten die leven onder invloed van grote droogte. Als deze genen de planten kunnen beschermen tegen waterschaarste, zou men in theorie deze genen kunstmatig tot een hogere expressie kunnen brengen in planten, die niet zo goed tegen de droogte kunnen.

Micro-array kan ook voor andere doeleinden worden gebruikt dan voor de expressie van genen: om het genoom van twee personen met elkaar te vergelijken met meer detail dan de klassieke cytogenetische technieken zoals de chromosomenkaart, of om Copy Number Variations  of CNV’s, (kopieën van grote delen van het genoom bij de normale bevolking) na te kijken.

Hier zal ik het vooral over het onderzoek naar genexpressie hebben. Bij vele ziekten, waaronder ook verschillende kankers, is de expressie van bepaalde genen verhoogd, terwijl de expressie van andere genen verlaagd is. Micro-array laat toe om het RNA van een ziek en een gezond persoon rechtstreeks met elkaar te vergelijken. Zo kan men achterhalen welke genen een rol spelen bij het ontstaan van bepaalde ziekten. Soms kan uit zo’n resultaat de functie van onbekende genen duidelijk worden. Er bestaan ook methylatie-arrays waarmee men verschillen in het methylatiepatroon tussen gezonde en zieke weefsels kan onderzoeken. Een specifieke vorm van micro-array is de SNP-array, die dient om Single Nucleotide Polymorfismen (SNP’s) tussen twee personen te vergelijken. Het voorkomen van bepaalde SNP’s (veranderingen in de lettervolgorde van genen die in >1% van de gezonde bevolking voorkomen) probeert men te linken met een verhoogde vatbaarheid voor sommige aandoeningen zoals bijvoorbeeld diabetes of hart-en vaatziekten.

Wat is het principe? DNA wordt in de cel overgeschreven in RNA. De hoeveelheid RNA zal dus een maat zijn voor de graad waarin een gen tot expressie komt. RNA verschilt van DNA op verschillende vlakken: basissuiker in de keten is ribose in plaats van deoxyribose (vandaar de R en de D), RNA gebruikt U (uracil) waar DNA T (thymidine) bevat en na het overschrijven van de code, worden bij RNA de niet-coderende delen van een gen (de intronen) verwijderd (een proces dat ‘splicing’ heet).

Genenchips zijn commercieel beschikbaar voor verschillende doeleinden en verschillende organismen. RNA dient eerst uit de cellen  worden gehaald. Na een kwaliteitscontrole, wordt van het RNA complementair DNA (cDNA) gemaakt, omdat dit stabieler is. Complementair DNA bevat net zoals RNA enkel de coderende delen van een gen (de exonen).    

Het cDNA wordt nadien terug omgezet in RNA en geamplificeerd, waarbij fluorescente C’s worden ingebouwd tijdens het overschrijven. Het gevormde RNA wordt op een chip gebracht, waar vooraf korte sequenties, zogenaamde probes werden aangebracht. Elke probe staat voor een stuk gen van een mens, dier of plant (er bestaan dus aparte chips voor verschillende organismen). Om de zoveel tijd komen nieuwe genenchips uit die nog meer probes bevatten (de nieuwste chips bevatten al nu 8 x 60.000 probes!).

Fragmenten van fluorescent RNA zullen enkel binden waar een probe zit met een overeenkomstige genetische lettercode. Met een fluorescentiemicroscoop kan men de fluorescentiegraad op de verschillende spots, waar probes zitten, meten en het verschil in fluorescentie vergelijken tussen twee stalen.

Na een bio-informatica analyse kent men de expressie van duizenden genen, bijvoorbeeld vergeleken tussen zieke en gezonde mensen of tussen planten die werden blootgesteld aan droogte en normaal bevloeide planten. Het voorkomen van bepaalde SNP’s of het verschil in methylatiepatroon kan worden vergeleken tussen  mensen met en mensen zonder een een bepaalde ziekte. Een nadeel van deze techniek is soms dat er zo veel complexe gegevens worden geproduceerd in één experiment, dat men door het bos de bomen niet meer ziet. Krachtige computerprogramma’s en mensen die ermee kunnen werken zijn essentieel voor deze techniek.       
              

Artsen hopen deze techniek in de toekomst aan het bed van de patiënt te kunnen gebruiken om snel advies te kunnen geven over de vatbaarheid voor een ziekte, de juiste diagnose, de beste behandeling of de prognose van ziekten die niet op monogenetische wijze worden overgeërfd.

Geschreven in Algemeen  Vaste link  Reacties : (4)  Geef uw reactie!

De term klonen kennen de meeste mensen in de betekenis van ‘het maken van een kopie van genetisch identieke organismen’. Maar de term ‘moleculair klonen’ verwijst specifiek naar het produceren van kopieën van DNA-fragmenten. Klonen komt van het Griekse kloon, wat twijg of tak betekent. 

Moleculair klonen gebeurt in het genetisch labo dagelijks. Een DNA fragment wordt eerst met de PCR- techniek miljoenen keren gekopieerd. De uiteinden van deze fragmenten worden vervolgens geknipt met (restrictie)enzymen om ze ‘kleverig’ te maken. Ook de vector wordt geknipt en kleverig gemaakt. Vervolgens worden gen en vector samengevoegd met een enzym (ligase) dat de twee aan elkaar kan linken tot een gesloten DNA cirkel, plasmide genaamd. 

Het vermenigvuldigen van het plasmide laten we over aan bacteriën. Bacteriën groeien razendsnel en iedere bacterie kopieert het ingebrachte plasmide naar de volgende generaties. ‘Transformatie’ is het inbrengen van het plasmide in de bacteriën. Transformatie kan door middel van een elektrische shock of een hitteshock (42°C), die de bacteriën tijdelijk doorlaatbaar maakt.    

Een plasmide bevat stukken DNA die coderen voor resistentie (weerstand) aan een bepaald antibioticum. Normale bacteriën gaan dood als ze in contact komen met dit antibioticum. Maar de bacteriën die het plasmide hebben opgenomen, zullen zonder probleem kunnen groeien op een voedingsbodem die het antibioticum bevat, omdat het plasmide hen resistent maakt. Dit laat toe om te selecteren voor bacteriën met het plasmide, wat de opbrengst van het klonen sterk vergroot. De bacteriën worden gedurende een nacht uitgezet op een agarbodem met antibioticum op 37°C. De kolonies kijken we eerst na op fouten. Dan laten we de bacteriën massaal groeien in een antibioticumrijk medium. ‘Preppen’ is de laatste stap in het kloneringsproces. Dit is het vernietigen van de bacteriële omhulsels en het opzuiveren van de plasmiden. Deze kunnen nu binnengebracht worden in cellen of proefdieren.  

Geschreven in Algemeen  Vaste link  Reacties : (1)  Geef uw reactie!

De zebravis komt oorspronkelijk uit zuidoost Azië. De vissen zijn drie centimeter lang, ze hebben blauwe strepen. Mannetjes zijn slanker en hebben roodgouden strepen, vrouwtjes zijn iets groter, ronder en hebben blekere, meer zilverachtige strepen. De vissen worden gekweekt op 27 graden.

Die eitjes worden opgevangen gebruikt voor onderzoek. Het genoom van de zebravis is volledig gekend en vertoont eveneens grote overeenkomsten met dat van de muis en ook van de mens; in wetenschappelijke termen heet het dat veel genen bewaard zijn tijdens de evolutie. Modificatie gebeurt bij zebravissen nog niet met een circulair stuk DNA - deze techniek staat nog niet op punt-, maar met lineair RNA, dus technisch gezien is het geen genetische modificatie. De genen zelf blijven onveranderd, ze worden enkel uitgeschakeld door middel van artificieel RNA (morpholino’s genaamd), dat genen tijdelijk kan uitschakelen, voor gemiddeld zo’n 96 uur. Als men niet het uitschakelen van genen, maar juist overactiviteit wil simuleren, wordt zuiver RNA geïnjecteerd, dat zal zorgen voor meer eiwitproductie, al dan niet met een ingebrachte mutatie.

Het effect van de geïnjecteerde morpholino’s of RNA op de ontwikkeling van de bevruchte eitjes kan worden gevolgd onder de microscoop: de eitjes worden in een broedstoof geplaatst en op minder dan een dag tijd rijpt het eitje uit tot een embryo met alle orgaansystemen in aanleg. De eitjes en embryo’s zijn doorzichtig. Deze doorzichtigheid laat gemakkelijk microscopisch onderzoek toe in alle stadia van de ontwikkeling. Ook voor de studie van het bloedvatenstelsel zijn de transparante embryo’s ideaal. 

Hoe dit alles in het labo gebeurt kan je hier in een filmpje bekijken:

Geschreven in Algemeen  Vaste link  Reacties : (1)  Geef uw reactie!

Onlangs was ik op een feestje, waar over ‘gendoping’ werd gepraat en toen draaiden minstens 10 hoofden in mijn richting en ik…kon hier enkel op antwoorden dat ik dacht dat het (nog) niet bestond, vermits gentherapie nog steeds enkel experimenteel en zeker niet op grote schaal wordt toegepast. Hierop besloot ik het onderwerp eens grondig te bestuderen. 

http://www.youtube.com/watch?v=Ivzs6ji7mMs&feature=PlayList&p=40FBC14CE46C0B40&playnext=1&playnext_from=PL&index=21 

Gendoping is het niet-therapeutisch gebruik van gentherapietechnieken om sportieve prestaties te verbeteren. In feite lijkt gendoping sterk op gentherapie, maar met andere doeleinden, namelijk niet om ziekten te genezen, maar om gezonde atleten beter te laten presteren. Bij gentherapie wordt een gen ingebracht in een cel, waar het een foutief of afwezig gen kan vervangen. Bij gendoping gaat het om het inbrengen van genen die de code leveren voor spierbevorderende hormonen, EPO (het hormoon dat de rode bloedcelaanmaak stimuleert), lichaamseigen morfine (endorfine), spiereiwitten en eiwitten betrokken bij het zuurstofmetabolisme. Bij gendoping wordt de expressie van normale genen verhoogd, wat méér van een bepaald eiwit oplevert per cel.  

Eenmaal gentherapie op grote schaal zal worden gebruikt, is het gebruik van gendoping zeer waarschijnlijk. De grens tussen het therapeutisch gebruik van gentherapie voor herstel van sportletsels en gendoping kan in de praktijk vaag zijn. Atleten zullen zeker in de verleiding komen om gendoping te gebruiken als ze weten dat dit bijna onmogelijk op te sporen is! Een eiwit dat op basis van gendoping werd gemaakt, ziet er precies hetzelfde uit als zijn normale tegenhanger. De enige manier van opsporing, naast het nemen van staaltjes van de spieren (biopsies), wat zeker niet aanvaard zal worden, is dus om het effect van de doping op de eiwitten te meten en eiwitprofielen van alle atleten op te stellen, met hun normale waarden van eiwitten en hormonen, en schommelingen in die profielen op geregelde tijdstippen na te gaan. Het Wereldantidopingagentschap WADA werkt al hard om deze opsporingstechniek met eiwitprofielen op punt te stellen, want de eerste gevallen van gendoping worden binnen de 5 jaar verwacht!  

Er zijn mogelijk grote risico’s verbonden aan gendoping. Om een gen in een cel binnen te brengen is een drager nodig, een vector. Vaak is deze drager afkomstig van virussen, omdat dit het voordeel heeft dat het DNA gemakkelijker wordt binnengebracht in de cel en bovendien ingebouwd wordt in het DNA van de gastheercel. Deze virusvectoren zijn bewerkt om hun ziekteverwekkende eigenschappen grotendeels weg te nemen. Deze bewerkingen dienen zeer zorgvuldig te gebeuren en de vectoren blijven nog altijd niet helemaal ongevaarlijk. Strikte controleregels moeten worden  nageleefd. De vrees bestaat dat gendoping door allerlei illegale laboratoria en malafide bedrijfjes kan worden nagemaakt, zonder deze veiligheidsvoorschriften. Als zo’n virus onvoldoende onschadelijk is gemaakt, loopt niet alleen de atleet gevaar, maar de hele bevolking! Verhoging van sommige hormonen of eiwitten gedurende lange tijd,kan ook het risico op beroerte (bij EPO) of kanker (bij groeihormoon) verhogen. Informatiecampagnes voor atleten en ethische codes voor onderzoekers zijn daarom onontbeerlijk. Ook voor de farmaceutische industrie is een deontologische code hierover wenselijk.

Geschreven in Algemeen  Vaste link  Reacties : (2)  Geef uw reactie!

Naast het zuiver genetische onderzoek over neutropenie, waarover later meer, heb ik een tweede project: het testen van de gevoeligheid van patiënten met Chronische Myeloïde Leukemie (CML) aan specifieke kankerremmende middelen.

Klassieke chemotherapie doodt alle sneldelende cellen, dus niet alleen de sneldelende kankercellen, maar ook haarcellen (vandaar het haarverlies), darmcellen (diarree) en de bloedaanmakende cellen in het beenmerg (bloedarmoede, verminderde afweer). De laatste jaren komen nieuwe kankerremmende middelen op de markt die men ‘doelgerichte therapieën’ noemt. Ze grijpen in op eiwitten die bij gezonde cellen niet of in mindere mate voorkomen, maar juist in veel  hogere concentraties in kankercellen aanwezig zijn, omdat deze cellen specifieke genetische fouten hebben. Deze medicaties zijn een echte revolutie in de kankertherapie. Verschillende vormen van kanker worden zo veel selectiever en efficiënter bestreden en met minder nevenwerkingen.

Chronische Myeloide Leukemie was de eerste kwaadaardige ziekte waarvoor zo’n selectieve therapie op de markt kwam, het eerste middel werd in 2002 in België geregistreerd onder de naam Glivec. Het middel grijpt in op een eiwit dat foutief werd aangemaakt ten gevolge van een genetische fout in de bloedaanmakende stamcel. De levensverwachting van de patiënten is hierdoor revolutionair verbeterd en dit met relatief weinig nevenwerkingen. Jammer genoeg worden sommige patiënten ongevoelig voor deze medicatie omdat de kanker zich aanpast door nieuwe mutaties te ontwikkelen, die door de medicatie niet worden tegengehouden en zo de overhand krijgen. Voor deze patiënten bestaan al nieuwere middelen (Tasigna en Sprycell) en er worden nog continu nieuwe geneesmiddelen ontwikkeld.

Deze ziekte is een voorbeeld voor andere vormen van kanker, waarvoor nu ook doelgerichte therapieën wordt gezocht. De meeste vormen van kanker zijn echter genetisch complexer dan Chronische Myeloide Leukemie, waardoor deze zoektocht trager en moeizamer verloopt.

De test die ik heb ontwikkeld heeft als doel de gevoeligheid van patiënten met Chronische Myeloide Leukemie aan verschillende kankerremmers te kunnen voorspellen. De testresultaten moeten wel eerst nog vergeleken worden met de werkelijkheid: ik moet aantonen dat wie gevoelig lijkt bij de test, dat in werkelijkheid ook is en dat de leukemie dus beantwoordt aan het geneesmiddel. Tot zolang kan deze test nog niet routinematig worden gebruikt.

Hoe deze experimenten gebeuren, laat ik zien in het volgende filmpje:

Geschreven in Algemeen  Vaste link  Reacties : (2)  Geef uw reactie!

Drosophila melanogaster, of ‘zwartbuikige dauwvriend’, beter gekend als fruitvlieg is een van de meest gebruikte diermodellen in de genetica, fysiologie en ontwikkelingsleer. De fruitvlieg wordt soms het huisdier van de geneticus genoemd, maar dat wordt ook van de muis gezegd en zelfs van de zebravis (waarover later meer).

De genetische code van de fruitvlieg is sinds 2000 helemaal gekend (via het Humaan genoomproject). Een fruitvlieg heeft 4 chromosomen: X/Y en chromosomen  2,3 en 4. Op deze chromosomen liggen ongeveer 14.000 genen. De fruitvlieg gebruikt voor veel lichaamsprocessen dezelfde mechanismen als de mens en helpt ons om deze processen beter te begrijpen. De helft van de sequenties bij de fruitvlieg heeft een menselijke tegenhanger en omgekeerd bestaat voor drie kwart van de genetische ziekten bij mensen een overeenkomstige afwijking bij fruitvliegen. Hierdoor is de fruitvlieg een goed model om Parkinson, Huntington, ALS en Alzheimer, maar ook meer algemene ziekten, zoals diabetes en kanker en ook fenomenen als veroudering, het afweersysteem en drugsmisbruik te bestuderen.

De fruitvlieg is gemakkelijk te kweken in laboratoriumomstandigheden: er is weinig plaats voor nodig en goedkoop voedsel volstaat: afval! Wat in het labo gebruikt wordt is melasse, een bruinkleurig bijproduct van de productie van suiker uit suikerriet of suikerbieten. Melasse bevat nog 50% suiker, maar is door de aanwezigheid van andere stoffen niet lekker voor mensen. Bijkomend voordeel van de fruitvlieg is dat de groeisnelheid van de vliegen kan gestuurd worden door de temperatuur te veranderen. Bij 29°C leven de vliegen 30 dagen en duurt hun ontwikkeling van ei naar volwassen vlieg 7 dagen. Als de temperatuur nog hoger wordt, groeien de larven trager (door hitte-stress). Bij lagere temperatuur kan de levenstijd verlengd worden, tot 50 dagen op 12°C. De snelle generatietijd is een groot voordeel voor de onderzoeker: het effect van een genetische wijziging kan snel worden ‘afgelezen’.De vrouwtjes hebben ook een erg hoge vruchtbaarheid (een vrouwtje legt ongeveer om de 30 minuten een ei, in totaal zo’n 800 in een leven).

Voor genetische studies is het belangrijk een onderscheid te kunnen maken tussen mannetjes en vrouwtjes. Het bruine lijfje is bij mannetjes donkerder en kleiner dan bij vrouwtjes.

Het gekromde achterlijfje van de kleinere mannetjes maakt het paren gemakkelijker.

Ook is het belangrijk om de maagdelijke vrouwtjes te onderscheiden van niet-maagden, omdat een wijfje sperma kan bijhouden gedurende het hele vruchtbare leven. Wanneer een nieuwe genetische afwijkingen in de nakomelingen onderzocht moet worden, kan men dus geen wijfje gebruiken dat al met andere mannetjes heeft gepaard, want er is geen manier om te weten te komen of de nakomelingen het product zijn van een eerder of een nieuw genetisch gewijzigd mannetje!

Geschreven in Algemeen  Vaste link  Reacties : (3)  Geef uw reactie!