Online gift

We zijn allemaal genetische mozaïeken

Lies Van Horebeek, onderzoeker in het Laboratorium voor Neuroimmunologie aan de KU Leuven, is de tweede Charcot PhD Fellow. Deze doctoraatsbeurs is mogelijk dankzij alle donateurs van de Charcot Stichting. Lies rondde haar Fellowship ondertussen met succes af, gesteund door het gerenommeerde team van professor An Goris en professor Bénédicte Dubois. In dit artikel vertelt Lies samen met haar promotoren over haar werk.
Het belang van het Charcot PhD Fellowship
Lies: Ik heb biomedische wetenschappen gestudeerd aan de KU Leuven. Ik wist in het middelbaar al dat ik biologie heel interessant vond, en dan vooral het menselijke lichaam, vandaar mijn keuze. Tijdens mijn opleiding merkte ik dat ik vooral neurologie en genetica heel interessant vond, en na een stage bij professor An Goris en professor Bénédicte Dubois was ik helemaal verkocht aan MS-onderzoek. Ik was dan ook zeer blij om geselecteerd te zijn als tweede Charcot PhD Fellow. 
 
 

Prof. An Goris: Ik ben de Charcot Stichting ontzettend dankbaar voor de voortdurende steun aan het onderzoek van onze onderzoeksgroep. De Charcot Fellowships zijn in het bijzonder belangrijk omdat ze ons toelaten om gedurende vier jaar met jonge onderzoekers aan de slag te gaan om MS te onderzoeken. Op die manier brengen we verfrissende en nieuwe ideeën in een gerenommeerd team. Tegelijk bieden we die jonge onderzoekers de nodige omkadering om hen te trainen in wetenschap, en in het bijzonder in de goede praktijken die zorgen voor betrouwbare en kwaliteitsvolle resultaten.

Genetische factoren in MS
Lies: Ons genetische materiaal kan je je voorstellen als een boek bestaande uit meer dan zes miljard lettertjes. Het genetische materiaal van elk van ons is grotendeels, voor meer dan 99.9%, identiek. Slechts één op elke duizend letters verschilt tussen jou en mij. Het zijn die kleine verschillen of genetische variaties die mee zorgen voor de vele eigenschappen waarin we van mekaar verschillen, denk maar aan lengte, kleur van haar en ogen, aanleg voor sport of muziek. Ook een lagere of hogere vatbaarheid om een ziekte zoals MS te krijgen wordt hier mee door bepaald. 
 
Prof. An Goris: Onze onderzoeksgroep is lid, en ik ben zelf momenteel coördinator, van het Internationaal MS Genetica Consortium (IMSGC), een samenwerkingsverband van meer dan 25 onderzoeksgroepen over heel de wereld, van Australië tot Amerika.
Met deze groep hebben we meer dan 200 genetische risico-varianten geïdentificeerd die zorgen voor een hogere vatbaarheid op MS. Deze risicovarianten worden overgedragen van ouders op hun kinderen. Dat verklaart mee waarom ongeveer 15 op 100 personen met MS ook nog een familielid met MS hebben.
 
Nieuwe inzichten: we zijn allemaal genetische mozaïeken

Lies: De titel van mijn doctoraatsonderzoek is “Somatische mozaïeken in MS: detectie en inzichten in de ziekte”. Ons lichaam bestaat uit duizenden miljarden cellen. In de huidige schoolboeken staat dat in elk van die cellen van ons lichaam exact hetzelfde genetische materiaal aanwezig is. Mijn onderzoek met de meest recente technologieën werpt hier echter een ander licht op.
We stellen vast dat er niet alleen variaties tussen mensen zijn, maar ook tussen de cellen van eenzelfde persoon. Het aantal genetische variaties tussen cellen van ons lichaam neemt toe naarmate we ouder worden. Deze variaties hebben we niet van onze ouders doorgekregen. Ze kunnen veroorzaakt worden door externe factoren, zoals zonlicht en roken, maar ook door interne factoren, zoals tijdens de celdeling wanneer het genetische materiaal gekopieerd wordt. Dit zorgt ervoor dat we eigenlijk allemaal mozaïeken zijn van cellen met lichtjes verschillend genetisch materiaal. We mochten dit onder de aandacht van onze internationale collega-wetenschappers brengen in een overzichtsartikel met als titel “Somatic variants: new kids on the block in immunogenetics” in het wetenschappelijke tijdschrift “Trends in Genetics”. Zo kunnen andere onderzoekers onze bevindingen valideren en erop verder bouwen. En we zijn ondertussen helemaal niet de enigen die de draagwijdte van genetische mozaïeken vonden.
Zo stelden IJslandse onderzoekers van “deCODE genetics” vast dat zelfs eeneiige tweelingen niet genetisch identiek zijn zoals tot nu toe altijd aangenomen werd. De twee helften van een eeneiige tweeling vertonen ook kleine variaties die al vanaf net na de bevruchting, tijdens de embryonale ontwikkeling, ontstaan en die tijdens hun leven, naarmate de tweeling ouder wordt, in aantal toenemen. Tweelingen zijn, makkelijker te bestuderen, maar dat we genetische mozaïeken zijn geldt eigenlijk voor iedereen. De schoolboeken moeten dus herschreven worden! 

Genetische mozaïeken en MS

Prof. Bénédicte Dubois: Wat betekenen die mozaïeken nu voor MS? Dit kunnen we enkel onderzoeken dankzij de vele personen met MS en hun partners die bereid zijn om mee te werken aan wetenschappelijk onderzoek.

Lies: Wanneer iemand instemt met wetenschappelijk onderzoek, wordt een bloedstaal afgenomen. In het laboratorium sorteren we de bloedcellen. We onderzochten in onze studie cellen van het afweersysteem die een belangrijke rol spelen in MS, de T-cellen en B-cellen. Uit die cellen halen we het genetische materiaal, het DNA, dat we aflezen met nieuwe technologieën. We vergelijken dan een grote groep personen met MS met een grote groep gezonde controlepersonen. Deze methode ontwikkelen was een grote uitdaging in mijn onderzoek, omdat we de echte, biologische variaties betrouwbaar moeten kunnen onderscheiden van technische fouten, die voorkomen omdat de DNA-afleestechnologieën nog niet perfect zijn. Hier kwam heel wat bioinformatica aan te pas!

Prof. An Goris: We zijn de Charcot Stichting dankbaar dat ze een zeer vernieuwend project mogelijk maakten. Toen we met deze studie startten, hoopten we misschien één of hoogstens enkele van die nieuw ontstane genetische variaties in een deel van de studiedeelnemers te vinden. Tot onze verbazing zagen we dat de grote meerderheid van de personen met MS zulke variaties dragen, en zelfs dat dat ook het geval is voor de gezonde controlepersonen. Deze resultaten van het onderzoek van Lies werden ondertussen bevestigd door Finse collega-onderzoekers.

Lies: De nieuw ontstane genetische variaties kunnen eiwitten wijzigen en kunnen cellen veranderen, door ze bijvoorbeeld sneller te laten delen of meer ontstekingsbevorderend te maken. Door mijn resultaten samen te leggen met de resultaten van de internationale collega’s, zien we dat er ‘hotspots’ zijn, waar vaker nieuwe variatie optreedt. Die ‘hotspots’ vergelijken we nu in grotere groepen personen met MS en gezonde controlepersonen. We verwachten dat indien deze hotspots de vatbaarheid voor MS verhogen, ze vaker voorkomen in personen met MS dan in controlepersonen.

Prof. An Goris: De bevinding dat we allemaal genetische mozaïeken zijn, en de schaal van dit fenomeen zijn erg belangrijk. Naast de genetische variaties die overgedragen worden door de ouders op hun kinderen, moeten we nu dus ook de nieuw ont–stane genetische variaties tussen cellen verder bestuderen voor hun rol in MS. We vinden het heel belangrijk om dit in toekom–
stig genetisch onderzoek, onder andere samen met het Internationaal MS Genetica Consortium, mee te nemen. Met nog nieuwere en betere DNA-afleestechnologieën kunnen we dit onderzoek in de toekomst op een grotere schaal verderzetten. 
 
Een normaal proces naar een nieuwe behandeling duurt jaren. Betrouwbare wetenschappelijke inzichten, onder andere uit genetisch onderzoek, bieden de kans om dit proces te versnellen.
Belang van genetisch onderzoek voor MS

Prof. Bénédicte Dubois: Wetenschappelijk onderzoek, waar–in verschillende studies over een langere tijd op mekaar verder bouwen, is niet alleen belangrijk voor een betere kennis over de ziekte, maar ook om tot voelbare resultaten voor de persoon met MS te komen. Een normaal proces naar een nieuwe behandeling duurt jaren. Betrouwbare wetenschappelijke inzichten, onder andere uit genetisch onderzoek, bieden de kans om dit proces te versnellen.

Prof. An Goris: Vele stoffen of moleculen worden als mogelijke nieuwe behandeling naar voor geschoven. Slechts een klein deel hiervan doorloopt alle nodige klinische studies succesvol om te leiden tot een doeltreffend geneesmiddel. Vele moleculen vallen onderweg af omdat ze toch niet zo doeltreffend of veilig blijken. Genetisch onderzoek kan extra argumenten aanleveren om de meest veelbelovende moleculen te selecteren. Als genetische variatie in een molecule verband houdt met een ziekte, is dat molecule een uitstekende kandidaat als een mogelijke behandeling voor die ziekte. Er is ondertussen herhaaldelijk aangetoond dat ondersteuning vanuit genetisch onderzoek voor een molecule de slaagkans van dat molecule om alle klinische studies te doorlopen en te leiden tot een doeltreffend geneesmiddel verdubbelt. Farmaceutische bedrijven hebben dat belang heel goed begrepen: ze bouwen nu in grote mate verder op genetisch onderzoek in de zoektocht naar nieuwe behandelingen. De inzet van jonge, getalenteerde en goed opgeleide onderzoekers zoals de Charcot Fellows is dus ontzettend belangrijk, zowel aan de universiteiten als in de farmaceutische bedrijven!