In Radboudumc wordt genetisch onderzoek gedaan naar DFNA9. Het laboratoriumonderzoek naar deze aandoening wordt betaald door ZonMw. De eerste helft van het 18-maandendurend onderzoek zit erop. De eerste resultaten zijn volgens de onderzoekers zelf ‘hoopvol’.

Interview:  Erik de Vrieze, Erwin van Wijk 
Tekst:          René van der Heijden

In het KNO-laboratorium op de vijfde verdieping van het Radboud in Nijmegen neemt onderzoeker Erik de Vrieze een fles met DFNA9-cellen uit een incubator. Hij legt een paar druppels vloeistof onder een microscoop. “Je ziet een beetje langgerekt contrast. Dat zijn de individuele cellen.” In de lens van de microscoop zijn doorzichtige wormpjes zichtbaar die door de vloeistof kronkelen. “De rek is er wel een beetje uit”, legt De Vrieze uit. “Deze cellen zijn al een tijdje in kweek genomen.” Binnenkort wordt een nieuwe batch met cellen uit de diepvries aangebroken. De cellen zijn ongeveer een jaar geleden via een huidbiopt van een patiënt met DFNA9 afgenomen, vervolgens kort opgekweekt, vermeerderd, op kwaliteit getest en ingevroren in vloeibare stikstof. De Vrieze: ”Die vloeibare stikstof is zo koud – het is ook in één keer bevroren – dat eigenlijk alles in leven blijft.”

De Vrieze werkt samen met Erwin van Wijk aan het onderzoek. Een foutje, ofwel mutatie op een van onze twee kopieën van het COCH gen is bij DFNA9 verantwoordelijk voor onze gehoor- en evenwichtsuitval.  

Voor de start van het onderzoek zijn drie doelen bepaald:

  • het vinden van kleine genetische verschillen tussen de mutante en de gezonde kopie van het COCH gen waardoor ze van elkaar te onderscheiden zijn.
  • Het ontwikkelen van een test waarmee de mutante en de gezonde kopie van COCH gen snel, specifiek en individueel aan te tonen zijn.
  • Het ontwikkelen van een methode waarmee de werking van specifiek de mutante kopie van het COCH gen stil gelegd kan worden.

“Wat we al weten is wat de mutatie doet”, vat Erwin Van Wijk samen als we in een ander deel van het gebouw over het onderzoek verder praten. De mutante kopie van het COCH gen bij DFNA9 maakt cochline-eiwit aan dat zijn functie totaal verliest. Van Wijk: “Het mutant eiwit vormt een soort klompjes, slaat neer en vangt daarbij ook het gezonde cochline-eiwit weg. Op een gegeven moment passeer je een drempel waarna cellen afsterven. En dan heb je een probleem.”

De COCH genen mét en zonder de mutatie zijn niet heel anders, legt Van Wijk uit. “Er zit één nucleotide, één base verschil in, die zorgt voor die kleine fout. Er is daarnaast ook wat onschuldige, natuurlijke variatie in de genetische code van het COCH gen aanwezig.” De Vrieze en Van Wijk hebben inmiddels dat hele COCH gen van een controlegroep en van mensen met DFNA9 in kaart gebracht. Van Wijk: “Een onderscheid kunnen we op vijf plekken maken. Vervolgens hebben we gekeken: kunnen we met een kwantitatieve methode laten zien dat er zich in die cellen daadwerkelijk 50 procent van de mutante kopie van het COCH gen bevindt en 50 procent van de gezonde COCH kopie? Daar hebben we een test voor ontwikkeld en die resultaten zijn echt verbluffend mooi. Je kunt bijna een rechte lijn door de resultaten trekken. Kortom, we hebben nu twee van onze drie doelen gehaald.”       

Het derde doel, het remmen van de productie en werking van de mutante kopie van het COCH gen, is een stuk ingewikkelder. “Daar zijn een aantal methoden denkbaar” gaat Van Wijk verder. “Je kunt proberen de mutatie op het DNA te repareren. Met de huidige methodieken, zoals het knippen in de genen met de CRISPR-Cas-technologie is dat theoretisch mogelijk. In praktijk zijn we gewoon nog niet zo ver.” Van dat DNA wordt ook een soort voorloper gemaakt, het RNA. Van dat RNA wordt een eiwit gemaakt, dat is de daadwerkelijke functionele bouwsteen. Om de eiwitproductie van dat mutante RNA te voorkomen, gebruiken de onderzoekers heel kleine, zogenoemde ‘genetische pleister’. Dat is een streng nucleotiden die zich vastzet op het RNA. Van Wijk: “We hebben de pleister zo ontworpen dat hij specifiek op het mutante RNA gaat zitten. Indien de pleister aan het RNA bind, dan wordt dat RNA afgebroken door de cel. Er zijn nu zeven pleisters getest en we hebben goede hoop dat één van de zeven doet wat hij moet doen.” Daarnaast onderzoeken De Vrieze en Van Wijk ook of de productie van mutant RNA te blokkeren is. “Dat is een stap eerder dus. Wij willen het CRISPR Cas-systeem op een andere manier inzetten, met inactief Cas9. Dat zorgt dan voor een blokkade voor de aanmaak van specifiek mutant RNA.”

De komende maanden zullen De Vrieze en Van Wijk druk zijn met dit deel van het onderzoek. Maar er is ook fundamenteel vervolgonderzoek nodig. “Er is gebrek aan basale kennis”, zegt Van Wijk. “We weten dat eiwit neerslaat op bepaalde plekken in het binnenoor, maar waarom werkt het voor de ene mutatie zo en voor de andere mutatie weer anders? En wat is nu eigenlijk de functie van normale cochline? We weten het gewoon niet.”

Kortom; we hebben nog veel vragen waar we het antwoord nog niet op weten maar de eerste resultaten van ons onderzoek zijn hoopvol. Benieuwd waar we volgend jaar staan, we houden jullie op de hoogte!