CRISPR-Cas is potentieel wapen in de strijd tegen vogelgriep

Sinds oktober 2021 zijn in Nederland meer dan 6 miljoen kippen, eenden en kalkoenen geruimd vanwege besmetting met het virus (H5N1) of uit voorzorg, valt te lezen op de website Levende Have. Daarnaast heeft het virus heeft ook een onbekend aantal wilde vogels besmet. Hoewel de epidemie van vogelgriep nu min of meer lijkt uitgeraasd, heb je geen kristallen bol nodig om vast te stellen dat er binnen afzienbare tijd weer een nieuwe variant opduikt. Waarbij we maar moeten hopen dat – anders dan in 1918 (Spaanse griep), 1957 (Aziatische griep) en 1968 (Hongkong griep) - ook dan mensen weer gevrijwaard blijven.

Het virus dat vogelgriep veroorzaakt evolueert heel snel. De effectiviteit van vaccins is dan ook beperkt, stelt eerste auteur Alewo Idiko-Akoh van de universiteit van Brisatol in een artikel in The Conversation. Net als mensen zou je pluimvee elk jaar moeten vaccineren en dan maar hopen dat de variant du jour gevoelig is voor het vaccin. Vandaar dat Britse onderzoekers hun toevlucht hebben genomen tot gerichte veranderingen in het erfelijk materiaal van kippen met behulp van CRISPR-Cas, één van de moderne genetische technieken.

Kleine veranderingen

Om een cel van de kip te kunnen infecteren heeft het virus de hulp nodig van een specifiek eiwit in de cel, in dit geval het ANP32-eiwit. Doordat een enzym van het virus (RNA-polymerase) zich bindt aan dat eiwit verandert de cel in een productie-eenheid voor virusdeeltjes. De onderzoekers veranderden slechts twee bouwstenen (aminozuren) van het ANP32-eiwit, schrijven ze in Nature Communications. Daardoor kan het virusenzym er niet meer aan binden en dus ook niet meer de machinekamer van de cel overnemen om nieuwe virusdeeltjes te maken.

Negen van de tien kippen waarbij het erfelijk materiaal was veranderd bleven gevrijwaard van de griep, nadat ze waren blootgesteld aan een dosis (1000 IU’s) vergelijkbaar met die waaraan ze in natuurlijke omstandigheden blootgesteld zouden zijn. Om de effectiviteit van de aangebrachte verandering te testen, werden ze vervolgens blootgesteld aan een duizendmaal hogere dosis (1 miljoen IU’s). De helft van de kippen kreeg vervolgens vogelgriep, maar veel minder ernstig dan die in de controlegroep.

Resistentie risico

Desalniettemin zit je niet te wachten op het doorbreken van de resistentie, vooral omdat het virus zo snel evolueert. Bij de kippen die geïnfecteerd waren geraakt door blootstelling aan de duizendmaal hogere dosis, bleek het virus al zodanig gemuteerd, dat het twee verwante eiwitten (ANP32B en ANP32E) gebruikte om de cel over te nemen. Eén van de gevonden mutaties stelde het virus ook in staat om de humane versie van het betreffende eiwit te benutten en ‘daar zit natuurlijk niemand op te wachten’, zegt een van de onderzoekers, Wendy Barclay in de Britse krant The Guardian.

Een mogelijke oplossing is het veranderen van alledrie de genen die coderen voor de ANP32-eiwitten. Bij kippencellen wordt de infectie daardoor inderdaad geblokkeerd, maar het is nog niet bekend wat het effect daarvan zal zijn op de gezondheid en het welzijn van de hele kip, noch of die daardoor bevattelijker wordt voor andere infecties. Er is kortom nog veel onderzoek nodig om te voorkomen dat het middel erger wordt dan de kwaal, doordat er nieuwe, ook voor de mens schadelijke varianten van het vogelgriepvirus ontstaan.

In de tussentijd kunnen de Nederlandse en Europese overheid zich eens buigen over de toelating van gene editing bij dieren, want kippen zijn lang niet de enige soort waarvan het erfelijk materiaal wordt geredigeerd. De Britse Pig Improvement Company (PIC) heeft onlangs in Columbia groen licht gekregen voor varkens die met gene editing resistent zijn gemaakt tegen de infectieziekte PRRS. En het Nederlandse bedrijf Hendrix Genetics neemt deel in een alliantie die met precision breeding een eind wil maken aan het castreren van biggetjes.