En daarmee zijn ze een veelbelovende, nieuwe behandeling tegen corona – en toekomstige pandemische virussen – op het spoor.

Zoals de oplopende coronacijfers momenteel laten zien, is het coronavirus helaas nog geen verleden tijd. Bovendien is ook niet uit te sluiten dat er in de toekomst nieuwe virussen onder mensen zullen toeslaan. Alleen het ontwikkelen van vaccins is dan waarschijnlijk niet voldoende. Wetenschappers zoeken dan ook naar nieuwe manieren om de mensheid tegen toekomstige pandemieën te beschermen. En de veelbelovende en innovatieve CRISP-Cas techniek lijkt uitkomst te bieden.

CRISPR: wat is het ook al weer?
CRISPR staat voor Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats en maakt onderdeel uit van een bijzonder efficiënt verdedigingsmechanisme dat bacteriën inzetten in de strijd tegen piepkleine virusdeeltjes (ook wel bacteriofagen genoemd). Deze virusdeeltjes kunnen een bacterie letterlijk kapot maken. Dat doen ze als volgt: ze klampen zich vast aan de bacteriële cel en pompen hun DNA naar binnen, waarna ze de bacterie gebruiken om zichzelf duizenden keren te kopiëren. Zodra dat gelukt is, laten de virusdeeltjes de bacterie uiteenspatten en gaan de duizenden kopieën op zoek naar andere bacteriën waarin ze dat trucje nog eens kunnen herhalen. Gelukkig voor de bacterie is deze in dit hele scenario niet weerloos; hij beschikt over een verdedigingsmechanisme dat CRISPR-Cas wordt genoemd en uit twee onderdelen bestaat. Het ene deel jaagt op vijandelijk DNA en het andere knipt dat DNA kapot. Jaren geleden kwamen onderzoekers tot de briljante conclusie dat dit bacteriële verdedigingsmechanisme ook gebruikt kan worden om specifieke genen in levende cellen uit te schakelen. Of ‘foute’ stukjes DNA op te sporen, weg te knippen en te vervangen door een alternatief stukje DNA. Kortom: CRISPR-systemen bieden ons een relatief gemakkelijke, snelle en bijzonder precieze manier om DNA te bewerken.

In een nieuwe studie hebben de onderzoekers een manier gevonden om te voorkomen dat het SARS-CoV-2-virus zich in geïnfecteerde menselijke cellen repliceert. Een bijzondere mijlpaal. De ontdekking leunt op eerder onderzoek dat begon in 2019, toen onderzoekers aantoonden dat CRISPR gebruikt kon worden om abnormale RNA’s te elimineren die kanker bij kinderen veroorzaken.

Kanker
Genen coderen voor eiwitten. Simpel gezegd bevatten ze de informatie die de cellen – waar genen deel van uitmaken – nodig hebben om eiwitten te maken. Mutante genen leiden echter tot de productie van abnormale eiwitten die ervoor kunnen zorgen dat cellen op een ongecontroleerde manier delen en groeien, waardoor de groei van kanker wordt gestimuleerd. De meeste behandelingen tegen kanker blokkeren de werking van deze abnormale eiwitten. Maar deze aanpak werkt niet in alle gevallen. Daarom ontwikkelden wetenschappers een nieuwe behandeling die zich richt op RNA; de moleculen die in de tussentijd worden geproduceerd tussen genen en eiwitten. De basis van deze benadering is dus niet om de werking van kankerverwekkende eiwitten te stoppen, maar om de vorming ervan volledig lam te leggen door mutant RNA te elimineren.

CRISPR-Cas13
Om dit te doen maken de onderzoekers gebruik van een krachtig ‘wapen’ dat in bacteriën is ontdekt en de naam CRISPR-Cas13 draagt. Dit ontwikkelde zich gedurende miljoenen jaren van evolutie om bacteriën te helpen virale infecties te bestrijden door viraal RNA te vernietigen. En nu hebben onderzoekers aangetoond dat dezelfde aanpak de verdubbeling van het RNA-virus SARS-CoV-2 – coronavirussen zijn een onderfamilie van virussen met positief enkelstrengig RNA als genetisch materiaal – onderdrukt.

Hoe werkt het?
In de kern gaat het erom dat een Cas-enzym (CRISPR-Cas13b genaamd) zich bindt aan doel-RNA’s. Hierdoor wordt een deel van het genoom van het virus dat nodig is om in cellen te repliceren, afgebroken. Het is een veelbelovende ontdekking. “De flexibiliteit van CRISPR-Cas13 – die alleen de virale sequentie nodig heeft – betekent dat we snel antivirale middelen voor COVID-19 en eventuele nieuwe opkomende virussen kunnen ontwikkelen,” aldus onderzoeker Sharon Lewin.

Het is goed nieuws. Want hoewel wetenschappers zich tijdens de pandemie met name bezighielden met het uitrollen van beschermende vaccins, bleef er een dringende behoefte aan behandelingen voor COVID-19-patiënten. En zoals uit de huidige studie blijkt, lijkt de toekomst met de CRISPR-techniek rooskleurig. De onderzoekers stellen namelijk dat deze aanpak mogelijk kan worden toegepast op een groot aantal bestaande virussen. En dat kan een doorbraak betekenen voor de manier waarop deze momenteel worden behandeld. “In tegenstelling tot conventionele antivirale medicijnen, ligt de kracht van onze tool in de flexibiliteit en aanpasbaarheid,” zegt onderzoeker Mohamed Fareh. “Hierdoor is het een geschikt medicijn tegen een groot aantal pathogene virussen, waaronder de griep, ebola en mogelijk zelfs hiv.”