Wetenschappelijk onderzoek
Spierstamceltherapie voor mitochondriële myopathie
Mitochondriën zijn de energiefabriekjes van elke cel in het lichaam. Bij mitochondriële myopathie treedt er…
Lees verder
Energie is essentieel voor het functioneren van cellen in ons lichaam. De sleutel tot die energie ligt in de mitochondriën – de energiefabriekjes van onze cellen. Deze energiefabriekjes hebben hun eigen DNA. Wanneer er een fout in het DNA zit, kan dit de energieproductie flink in de war schoppen. Onderzoeker Martijn Koppens doet in het UMC Utrecht onderzoek naar erfelijke afwijkingen die de werking van de mitochondriën aantasten.
Grootverbruikers
In het bijzonder richt Martijn zich op mitochondriële myopathie. Een spierziekte waarbij er zo’n foutje in mitochondrieel DNA zit. Spieren zijn grootverbruikers van energie. Als er iets mis is met de mitochondriën, dan raken de spieren ernstig verzwakt. Helaas bestaan er voor mitochondriële defecten geen goede behandelingen. Met dit onderzoek willen de onderzoekers de erfelijke oorzaak van het defect aanpakken – de fout in het mitochondriële DNA. Het uiteindelijke doel? Een genezende behandeling ontwikkelen voor patiënten met mitochondriële myopathieën.
Martijn Koppens: “Als we succesvol de oorzaak van mitochondriële defecten kunnen aanpakken, dan kunnen we mogelijk een eenmalige of korte therapie ontwikkelen die een permanent genezend effect heeft of verdere achteruitgang kan stoppen.”
Gentherapie kan een oplossing zijn
Een behandeling die het DNA repareert valt onder gentherapie. De ontwikkeling van gentherapie heeft de laatste jaren een enorme vlucht genomen, maar patiënten met mitochondriële myopathie hebben hier tot voor kort niet van kunnen profiteren. Martijn legt uit: “Mitochondriële myopathieën zijn een bijzondere groep van erfelijke ziektes, omdat het aangetaste mitochondrieel DNA niet bereikbaar is voor de standaard ‘gene editors’. Gene editors zijn de moleculaire schaartjes die in gentherapie worden gebruikt om DNA in een cel te repareren. Dit houdt in dat we kijken naar hoe we de gene editor in het juiste orgaan, in de juiste celsoort en op de juiste plek in de cel krijgen.”
Martijn vervolgt: “Recent is een speciale gene editor ontwikkeld specifiek voor mitochondrieel DNA. Wereldwijd werken onderzoekers eraan om deze techniek veelzijdiger, efficiënter en nauwkeuriger te maken. Wat ons onderzoek uniek maakt, is dat we ons focussen op de therapeutische toepassing van deze techniek, waardoor we verbeterde versies versneld kunnen toepassen. Dit houdt in dat we kijken naar hoe we de gene editor in het juiste orgaan, in de juiste celsoort en op de juiste plek in de cel krijgen.”
Martijn Koppens: “Ik geloof dat we met deze ontwikkeling een inhaalslag kunnen maken voor patiënten met mitochondriële myopathieën en zo de eerste stap richting mitochondriële gentherapieën kunnen zetten.”
DNA aanpassen
In het laboratorium van het UMC Utrecht is het de onderzoekers gelukt om met deze nieuwe gene editor het mitochondrieel DNA aan te passen in verschillende soorten gekweekte cellen. Deze editor willen ze nu gebruiken om de meest voorkomende mitochondriële fout te herstellen in spier- en zenuwcellen.
Martijn neemt ons mee voor een kijkje in het lab. Hij wijst naar het scherm en vertelt: “Hier zie je die gekweekte cellen, met de mitochondriën in het rood en de celkernen in het blauw. Elke cel heeft een celkern die DNA bevat, het instructieboekje voor de cel. Dit DNA vertelt de cel hoe ze moet groeien, delen en haar taken moet uitvoeren. Het meeste DNA bevindt zich in de celkern, maar er is ook mitochondrieel DNA dat verborgen zit in de mitochondriën. In deze afbeelding laten we zien dat we met een speciale techniek het schaartje, weergegeven in het groen, effectief in mitochondriën kunnen brengen. Dat weten we omdat het geel kleurt, oftewel, als rood, de mitochondriën en het schaartje in groen samenvallen.”
De uitdaging
Hoewel ze het mitochondrieel DNA succesvol kunnen repareren in gekweekte cellen, benadrukt Martijn wel dat ze nog niet zeker weten of dit ook de symptomen van de patiënten zal verhelpen. Om het effect van de DNA-reparatie te kunnen onderzoeken, zullen de symptomen in gekweekte spieren nagebootst moeten worden. Dat is de uitdaging waar de onderzoekers nu voor staan.
