Het hulpmiddel voor het bewerken van genen, CRISPR, kan van cruciaal belang zijn bij het bestrijden van een van de dodelijkste virussen die wereldwijd in omloop zijn: een virus dat sinds 2020 honderden miljoenen mensen heeft gedood.

Het is natuurlijk geen Covid-19. Het virus is een bijzonder agressieve vogelgriep die de kippenpopulaties wereldwijd heeft gedecimeerd. Hartverscheurend genoeg zijn talloze kuddes geruimd om de ziekte onder controle te houden. Die torenhoge prijskaartjes voor een dozijn eieren? Deze griepstam is gedeeltelijk de schuldige.

Afgezien van de rekeningen voor de boodschappen, roept de verspreiding van het virus onder pluimvee ook het alarmerende vooruitzicht op dat het virus ook andere diersoorten zou kunnen binnendringen – inclusief de mens. Think Volgens de Wereldgezondheidsorganisatie hebben tien landen op drie continenten sinds 10 tekenen van het vogelgriepvirus bij zoogdieren gemeld, wat aanleiding geeft tot zorgen over een nieuwe pandemie.

Verschillende landen zijn gelanceerd vaccinatiecampagnes om het virus te bestrijden. Maar het is een geduchte vijand. Net als menselijke griepstammen muteert het virus snel en worden vaccins na verloop van tijd minder effectief.

Maar wat als we infecties in de kiem konden smoren?

Deze week, een ploeg uit Groot-Brittannië ontwikkelde ‘superkippen’ die bestand zijn tegen een gewone vogelgriep. In de oorspronkelijke kiemcellen van kippen – die zich ontwikkelen tot sperma en eicel – gebruikten ze CRISPR-Cas9 om een ​​enkel gen aan te passen dat cruciaal is voor de virusreproductie.

De bewerkte kippen groeiden en gedroegen zich als hun niet-bewerkte “controle”-soortgenoten. Ze waren gezond, legden in de gebruikelijke aantallen eieren en kakelden vrolijk in hun hokken. Maar hun genetische verbetering kwam tot uiting toen ze werden uitgedaagd met een echte dosis griep, vergelijkbaar met wat er in een besmet kippenhok zou kunnen circuleren. De bewerkte kippen bestreden het virus. Alle controlevogels hadden griep.

De resultaten zijn “een langverwachte prestatie”, aldus dr. Jiří Hejnar van het Instituut voor Moleculaire Genetica van de Tsjechische Academie van Wetenschappen, die niet bij het onderzoek betrokken was. vertelde Wetenschap. Terug in 2020, Hejnar gebruikte CRISPR kippen resistent maken tegen een kankerverwekkend virus, waardoor de weg wordt vrijgemaakt voor efficiënte genbewerking bij vogels.

De technologie heeft nog een weg te gaan. Ondanks de genetische boost werd de helft van de bewerkte vogels ziek toen ze werden blootgesteld aan een grote dosis virus. Dit deel van het experiment bracht ook een alarmsignaal met zich mee: het virus paste zich snel aan de genbewerkingen aan met mutaties die het tot een betere verspreider maakten – niet alleen onder vogels, maar ook met mutaties die in mensen terecht konden komen.

“Dit toonde ons een proof of concept dat we stappen kunnen zetten om kippen resistent te maken tegen het virus”, zei studieauteur Dr. Wendy Barclay van het Imperial College London tijdens een persconferentie. “Maar we zijn er nog niet.”

Het doelwit

In 2016, Barclay ontdekte een kippengen dat vogelgriepvirussen gebruiken om kippencellen te infecteren en te laten groeien. Het heet ANP32A en maakt deel uit van een genfamilie die DNA-informatie vertaalt naar andere biochemische boodschappers om eiwitten te bouwen. Eenmaal in een vogelcel kan het griepvirus de producten van het gen overnemen om meer kopieën van zichzelf te maken en zich naar nabijgelegen cellen te verspreiden.

ANP32A is niet de enige genetische link tussen cellen en virussen. Een later onderzoek hebben een tweede ‘beschermend’ gen gevonden dat de groei van griepvirussen in cellen verhindert. Het gen is vergelijkbaar met ANP32A, maar met twee grote veranderingen die de verbinding van het virus met de cel verbreken, alsof een deur wordt gesloten. Omdat virussen een gastheer nodig hebben om zich voort te planten, snijdt de wegversperring feitelijk hun levenslijn af.

“Als je die interactie tussen gen en virus op de een of andere manier zou kunnen verstoren, misschien door deze genbewerking, dan zou het virus zich niet kunnen vermenigvuldigen”, zegt Barclay.

De nieuwe studie volgde deze gedachtegang. Met behulp van CRISPR veranderden ze ANP32A in de oorspronkelijke kiemcellen van kippen door de twee genetische veranderingen die in het beschermende gen werden waargenomen, te splitsen. Wanneer de cellen in kippenembryo's werden geïnjecteerd, groeiden ze uit tot bewerkt sperma en eieren bij gezonde volwassen kippen, die vervolgens kuikens kregen met het bewerkte ANP32A-gen.

Het proces klinkt technisch, maar het is feitelijk een 21e-eeuwse versnelling van een eeuwenoude landbouwtechniek: dieren fokken om de gewenste eigenschappen te behouden – in dit geval resistentie tegen virussen.

The Stand

Het team testte de bewerkte kippen met verschillende virusuitdagingen.

In één daarvan spotten ze een dosis vogelgriepvirus in de neuzen van twintig kuikens van twee weken oud – waarvan de helft genetisch gemodificeerd was, de anderen waren normaal gekweekt. De procedure klinkt intens, maar de hoeveelheid virus werd zorgvuldig afgestemd op de hoeveelheid die normaal aanwezig is in een besmet hok.

Alle 10 controlevogels werden ziek. Daarentegen was slechts één van de bewerkte kippen besmet. En toch werd het virus niet overgedragen op de andere bewerkte vogels.

In een tweede test verhoogde het team de dosering tot ongeveer 1,000 keer meer dan de oorspronkelijke neusspritz. Elke vogel, ongeacht zijn genetische samenstelling, kreeg het virus. Het duurde echter langer voordat de bewerkte vogels griepsymptomen ontwikkelden. Ze hadden ook lagere niveaus van het virus en gaven het minder snel door aan anderen in hun hok, ongeacht hun genetische samenstelling.

Op het eerste gezicht klinken de resultaten veelbelovend. Maar ze hieven ook een rode vlag. De reden dat de virussen de bewerkte kippen infecteerden, ondanks hun beschermende ‘supergenen’, was dat de buggers zich snel aanpasten aan de genetische bewerkingen. Met andere woorden: een genenruil die bedoeld is om vee te beschermen zou, ironisch genoeg, het virus ertoe kunnen aanzetten sneller te evolueren.

Het gouden trio

Waarom zou dit gebeuren? Uit verschillende tests bleek dat mutaties in het virale genoom er waarschijnlijk voor zorgden dat de virussen andere leden van de ANP32A-familie konden grijpen. Deze eiwitten zitten normaal gesproken op de bank tijdens virale invasies van griep en weerstaan ​​​​in stilte de virale replicatie. Maar na verloop van tijd leerde het virus met elk gen samenwerken om de reproductie ervan te stimuleren.

Het team is zich er terdege van bewust dat soortgelijke veranderingen ervoor kunnen zorgen dat het virus andere soorten, waaronder mensen, kan infecteren. “We waren niet gealarmeerd door de mutaties die we zagen, maar het feit dat we een doorbraak [infectie] hebben bereikt, betekent dat we in de toekomst rigoureuzere bewerkingen nodig hebben”, aldus Barclay.

Dr. Sander Herfst van het Erasmus Universitair Medisch Centrum, die studeert de vogelgriep die zoogdieren binnendringt, is het daarmee eens. “Een waterdicht systeem waarbij geen [virale] replicatie meer plaatsvindt bij kippen is noodzakelijk”, hij vertelde Wetenschap.

Een mogelijke oplossing is meer genbewerking. ANP32A is slechts een van de drie genleden die ervoor zorgen dat virussen kunnen gedijen. In een voorlopige test schakelde het team alle drie genen uit in cellen in een petrischaaltje. De bewerkte cellen waren bestand tegen een zeer gevaarlijke griepvirusstam.

Maar het is nog steeds geen perfecte oplossing. Deze genen zijn multitaskers die de gezondheid en vruchtbaarheid reguleren. Het bewerken van alle drie kan de gezondheid en het voortplantingsvermogen van een kip schaden. De uitdaging is nu om genbewerkingen te vinden die virussen afweren maar toch de normale functie behouden.

Afgezien van de biotechnologie hebben de regelgeving en de publieke opinie ook moeite om de achterstand op de wereld van genbewerking in te halen. CRISPRed-dieren worden momenteel beschouwd als genetisch gemodificeerde organismen (GGO's) onder de wetten van de Europese Unie, een benaming die gepaard gaat met een hoop regelgevende bagage en problemen met de publieke perceptie. Omdat genbewerkingen zoals die in het onderzoek echter de veranderingen nabootsen die van nature in de natuur voorkomen – in plaats van genen van het ene organisme in het andere te splitsen – zijn sommige CRISPR-dieren wellicht acceptabeler voor consumenten.

‘Ik denk dat de wereld aan het veranderen is’ zei studieauteur dr. Helen Sang, een expert die al dertig jaar aan griepresistente vogels werkt. De regelgeving inzake genetisch gemodificeerde dieren voor voedsel zal waarschijnlijk veranderen naarmate de technologie volwassener wordt, maar uiteindelijk zal wat acceptabel is afhangen van multiculturele opvattingen.

Krediet van het beeld: Toni Cuenca / Unsplash

• Door SEO aangedreven content en PR-distributie. Word vandaag nog versterkt.
• PlatoData.Network Verticale generatieve AI. Versterk jezelf. Toegang hier.
• PlatoAiStream. Web3-intelligentie. Kennis versterkt. Toegang hier.
• PlatoESG. carbon, CleanTech, Energie, Milieu, Zonne, Afvalbeheer. Toegang hier.
• Plato Gezondheid. Intelligentie op het gebied van biotech en klinische proeven. Toegang hier.
• Bron: https://singularityhub.com/2023/10/12/crispr-engineered-super-chickens-are-resistant-to-bird-flu/