Genezen in de Baarmoeder

Genezen in de Baarmoeder
VPRO Noorderlicht / 25 min / 11-01-1998
Vorig voorjaar boekten twee Amerikaanse onderzoekers voor het eerst succes met gentherapie. Ze genazen voor het eerst met succes een erfelijke ziekte in muizen door ze te behandelen in de baarmoeder. Maar andere onderzoekers willen niets weten van deze prenatale genezing. In Noorderlicht doen de Amerikanen voor het eerst hun omstreden bevindingen uit de doeken.

tekst van de uitzending:

VPRO NOORDERLICHT
UITZENING 11-01-98
door Jos Wassink
eindredaktie Rob van Hattum

PROF. CRAIG COHEN
DEPARTMENT OF MOLECULAR BIOLOGY
LOISIANE STATE UNIVERSITY, NEW ORLEANS
These animals are the same age. This is a rescued animal. He is about 15 months old now, which is comparable to around 50 or 60 human years, right.

No one has ever cured any animal other than yeast of a genetic disease.

He is not completely cured, but he is alive. That is all that counts.

DR. BILL COLLEDGE
DPT OF PHYSIOLOGY
CAMBRIDGE UNIVERSITY
If they are correct, it will be a major impact in the field, certainly in the ways that CF is currently treated.

TITEL:
GENEZEN IN DE BAARMOEDER

PROF. JOHAN DE JONGSTE
SOPHIA KINDERZIEKENHUIS ROTTERDAM
Taaislijmziekte, cystic fibrosis -in het engels- of cf is een ziekte waarbij het slijm dat door het lichaam gemaakt wordt te taai is, er is ook veel van. En dat verstopt allerlei organen waarbij de longen eigenlijk het belangrijkste zijn.

– Hoe is het zo?
– Nou niet echt.Veel hoesten ook en ook s nachts.
– Hoe lang al?
– Zou ik eigenlijk niet weten.
– Ik heb je eind september gezien, toen ging het heel goed eigenlijk. Is het al die tijd wel goed gegaan tot 2 weken geleden of heb je nog meer klachtenperioden gehad?
– Nee niet echt. Toen begon het wel steeds meer erger te worden.En toen begon ik ook steeds meer te hoesten en zo en ook met gym. Heel veel stoppen.

PROF. JOHAN DE JONGSTE
De luchtwegen die verstoppen raken ge-infecteerd, daar komen chronische ontstekingsreacties in en dat maakt de luchtwegen op den duur kapot, zorgt voor littekenvorming.

– OK, hoe gaat het met sputum.
– Ja, best wel. s Ochtends heel veel tenminste en dan wordt het eigenlijk steeds minder. Aleen ik kan het klaslokaal niet altijd uit. Dat is wel jammer. Ik moet wel veel hoesten en dan moet ik het wel kwijt, maar ja, ik kan niet de hele tijd de klas uitlopen.
– Stoort dat erg?
– Ja, sommigen wel. Die zitten dan te kijken van wat is daar aan de hand.
– Ziet het erg groen?
– Ja, best wel.
– Zit er bloed bij?
– Nee.

PROF. JOHAN DE JONGSTE
Een van de belangrijkste dingen die de patienten moeten doen voor die ziekte is het eruit krijgen van het geïnfecteerde sputum. Daarvoor moeten ze fysiotherapie technieken toepassen en medicijnen vernevelen. Slijmoplossende middelen.

Taaislijmziekte is bij mensen niet te genezen, het is een progressieve ziekte waarvan de afwijkingen toenemen ondanks alle behandelingsmogelijkheden en waaraan de patienten ook te vroeg overlijden.

COMMENTAAR
Al enkele decennia wacht men op genezing van taaislijmziekte door de zogenaamde gentherapie. Het principe hiervan is dat ontbrekend erfelijk materiaal alsnog toegediend zou kunnen worden aan de patient. In Nederland is het Leidse bedrijf Introgene koploper op dit gentherapie. Oprichter van dit aan de Leidse universiteit ontsproten bedrijf is Professor Valerio.

PROF. DINKO VALERIO
INTROGENE, LEIDEN
Dat idee van gentherapie is eigenlijk concreet geworden op het moment dat we zagen dat een aantal ziekten veroorzaakt werden door een defect in een enkel gen, in een enkel stukje erfelijk materiaal. En toen hebben mensen gedacht: als we dat kleine stukje erfelijk materiaal wat ontbreekt of wat niet goed aanwezig is, als we dat kunnen vervangen, dan hebben we in principe de ziekte echt genezen.

COMMENTAAR:
Onderzoek naar gentherapie voor cystic fibrose vindt vooral in Engeland plaats. Een van de drie grote onderzoeksgroepen is die van Dr. Bill Colledge in Cambridge. Hier probeert men het cf-gen toe te dienen met speciale oplosmiddelen.

DR. BILL COLLEDGE:
One of the main interests of my group is to develop a safe and efficient therapy for CF. And to do this, we developed a mouse that has a mutation within the CF gene as a model for the disorder and we are using these mice to test various treatment strategies. And the main focus of our research is to deliver a functional CF gene back into the airways of these mice using liposomes as the vehicle for getting the gene back into the epithelial cells within the mouse.

You have the gene, the CF gene which has been cloned and you mix it with the liposomes in a test tube. Liposomes are fatty droplets that will spontaneously complex with the DNA and will deliver the DNA back into the cells of the body. It will form a complex, than you can take that complex and administer it into the airways of the mouse. In a drop wise fashion.

The current theory is that CF gene encodes a chloride channel, the movement of chloride ions into the duct systems within the body brings with it the movement of water which keeps the mucus hydrated. And if you don t have that movement of water, the mucus becomes very dry and that promotes the infections in the lung that kill the CF patients.

We can assess whether we have got appropriate delivery and expression of the CF gene by taking those animals and looking for the presence of an functional chloride channel activity. One of the ways we do this is to remove tissue from the animal and to mount it in special chambers which you can see behind me and we look for current flow across the tissue and that indicates whether we have got a functional chloride channel or not.

Given that we have managed to get it to work in animals, we have gone on to try the same approach in human clinical trials. And we have tried delivering the CF-gene with liposomes into the nose of CF individuals and the assay system for that is slightly different. We do a potential difference measurement in the nose to detect a functional chloride channel and in the first clinical trial that we tried, 8 patients received the CF gene and 6 out of the 8 showed some type of correction.

COMMENTAAR
Ondanks grote inspanningen van de onderzoekers en bemoedigende resultaten van experimenten, is er nog nooit iemand door gentherapie genezen. De hoge verwachtingen van gentherapie voor taaislijmziekte zijn nooit waargemaakt.

Vorig voorjaar veroorzaakten twee Amerikaanse onderzoekers opschudding toen bij hen gentherapie opeens wel bleek te lukken. Hun resultaat was omstreden omdat ze verklaarden dat alle andere onderzoekers op het verkeerde spoor zaten.

PROF. CRAIG COHEN
CF is the model disease for gene therapy. It is the disease that was going to be the first one cured with regular gene therapy and a lot of man hours and money from both the private and the public sector have been poured into gene therapy and we are saying it is not going to work. You have people who have bet literally their fortunes on this, that it WILL work and we are coming along and say it wont work out of the blue, literally out of the blue because we were not in CF research before we started these experiments.

DR. JANET LARSON
OCHSNER CLINIC, NEW ORLEANS
The essence of our finding is that CFTR, which is the gene that is responsible for cystic fibrosis, is actually necessary in utero, or in the womb, for proper development of the lung. Originally what we planned to do was to do gene therapy in the womb to bypass some of the problems that people were having with putting gene therapy in adults.

(in operation)
The rodent has a uterus with two different horns and what you see here are the fetuses. They are in individual sacks. Are we ready with the virus?

PROF. CRAIG COHEN
Jan is a neonatologist, a person who takes care of premature babies. That a fetus breathes really came from her experience in neonatology, knowing that a fetus breathes.
The experiment we did in cystic fibrosis really involved putting the gene directly in the amniotic fluid of the fetus. Letting the fetus breathe it in and swallow it and then replacing the gene transiently.

DR. JANET LARSON
Right now we don t have any evidence that it is required after birth. Once it is gone in and made the changes in the lung and the intestine, the changes are permanent and the animal can survive.

PROF. CRAIG COHEN
And so when we did the experiment and we were sitting around here waiting 10, 20, 30 at days we knew in fact we had. We gave them a little birthday party with a cake and everything and at 75 days of age when all the untreated animals were long dead, basically doubled their lifetime. Mice that would normally die at 30 days of age are now 14-15 months old. That is the outcome that they are alive.

PROF. DINKO VALERIO
INTROGENE, LEIDEN
Mijn belangrijkste punt van kritiek is dat de auteurs eigenlijk niet komen met een verklaring van waarom dit nu precies werkt.
Mijn tweede punt van kritiek is dat ze niet erg scheutig zijn met het geven van de exacte getallen. Er wordt bijvoorbeeld niet in het artikel vermeld hoeveel controledieren er gebruikt zijn er wordt zelfs eigenlijk niet vermeld hoeveel dieren er nu behandeld zijn met het effectieve gentherapie agens en dat is kritiek die nogal voor de hand ligt en die de auteurs makkelijk hadden kunnen geven in het kader van dit specifieke artikel.

PROF. CRAIG COHEN
In the original version of the paper as submitted, it was all in there and in a forthcoming publication we have added some more statistics. You know, the thing about statistics is you have never had a mouse live a year and now we have had 1 mouse, 2 mice, third mice, eleven mice, you know it is like: Oh, you have only cured 11 mice. Well, we have cured 21 mice now, we have cured 50… One was enough, I mean we were happy with two, extatic! When you real;ly look at it all they are doing is they are setting this bar and hoping that we really can not reach that bar and quite frankly every time they have moved the bar on us, we have actually come up to the bar. They just keep moving it higher so as Jan says, we may have to completely figure out the whole CF cycle before they let us publish anything.

PROF. DINKO VALERIO
INTROGENE, LEIDEN
Het is één ding om darmziekte zoals die in muizen letaal blijkt te zijn te genezen, het is een tweede ding om de longziekte die bij patienten nu net het grote probleem zijn te genezen. Terwijl die ziekte eigenlijk in de muizen geen rol van betekenis lijkt te spelen.

FYSIO: MASKER

COMMENTAAR:
Muizen met CF overlijden aan een slijmprop in de darmen. De heersende opvatting is derhalve dat er met de longen van CF-muizen niets aan de hand zou zijn. Larson en Cohen bestrijden dat. In longpreparaten van CF-muizen ontdekten ze de sleutel tot de ziekte zoals die bij mensen voorkomt.

DR. JANET LARSON
We couldn t find evidence that anyone actually even looked on an EM-level at the lungs. When we looked at the lungs, we found a lot of different changes and primarily in the secretory cells
What you see here… This is an electronmicrograph of the secretory cells in the airway of a knock-out mouse that has been untreated. And actually these cells look different than the mice that have been treated. What you see here are vesicles in these cells that are released in the airways and these are markedly different from the ones in the treated ones.
In this treated mousethese vesicles are increased in number. What happens here is it appears that we have restored the ability of these cells to store materials in response to bacteria. Essentially what happens in a knock-out untreated is that these materials are released continuously. But in these treated animals the materials are stored in the cells and released only in response to a stimulus.

COM.06
De heersende opvatting over CF is dat het slijm te droog en te plakkerig zou zijn. Maar Larson en Cohen zijn op het spoor gekomen van een heel andere oorzaak. Namelijk een ongecontroleerde en continue slijmproduktie.

C&J.29
The analogy I was using the other day which, you know, everyone sees, is kind of like when you go to the bathroom. You have a toilet there and store water in the tank and whenever you need to clean out the toilet, you just pull the handle down and flush it all away. That is what it is.
Well, in the CF-patient the toilet bowl is broken and in stead of storing the water, it is constantly pumping the water out. The bowl overflows and makes a big mess. That is exactly what is happening in these lungs.

PROF. DE JONGSTE
Het zou heel goed kunnen. We zien bij jonge kinderen die maar een paar dagen oud zijn met CF en die dan benauwd zijn, vaak als we daar onderzoek bij doen, en dat is soms bronchoscopie omdat we met een kijkertje in de luchtwegen willen kijken om te zien of er infectie is en waarmee die infectie dan is, zien we dat er teveel slijm zit. Dat is ook abnormaal, het is taai, het trekt draden, het verstopt de boel en dat is lang niet altijd geïnfecteerd, het is nog steriel. Dan heb je een situatie waarin er nog geen infectie is, anders dan bij andere patienten met CF, die hebben altijd infectie, en waarbij toch teveel en te taai slijm geproduceerd wordt.Dus als een soort basale afwijking. Ik zou me dat goed kunnen voorstellen.

CDG.21
They are seeing changes in the lung and that is not going to cause the animals to survive. They would only survive if they saw similar changes in the intestines. Because the animals die from intestinal obstruction and mucus production in the intestine. So I would like to see the data and find out exactly what is happening. Not only in the lung, but also in the intestines.

COMM.07
Larson en Cohen realiseerden zich dat er ook iets veranderd moest zijn in de darmen van hun muizen. Met een speciale techniek onderzochten ze slijmvliescellen uit de ingewanden. En ook daar vonden ze blijvende gevolgen van de gentherapie die het dier als embryo had ondergaan.

C&J.23
Well you know, the mouse dies from intestinal disease. And yes it does and it is shown here from our confocal studies. What we put in here is a marker we developped for secretory cells in the intestines. And as you can see this is the mouse that dies at 30-40 days of age from intestinal blockage and as you can see it is black that because there are no stemcells for the secretory function in this mouse. You can see here, here is a normal mouse It has very intensely staining regions and these are the stemcells. They give rise to the secretory function. So when we rescue the animal, when we treat them in utero and they are gonna live, they are old, what happens is, you can see in spots we have replaced it. And so we have replaced enough though that now these animals can survive. And you can see these animals have no CFTR gene, it is completely gone by this time, but the cells are still there because we changed them in the fetus. So once a fetus got these cells in, they can essentially live for ever, or as long as a mouse lives, OK. But they are completely normal.

DR. JANET LARSON
These are the first animals that have ever been cured by gene therapy where a simple virus was injected in and the animals were cured.
Premature? Yes, if one wants to know the whole reason why CFTR affects development, yes. But is putting a gene into children that no one knows what the true effects are, is that premature? Putting the gene into humans before you know what the gene does, isn t that a bit premature also.

PROF. CRAIG COHEN
And they re doing that.

COMMENTAAR
Doordat hun bevindingen niet sporen met de bestaande ideeën over CF hebben Larson en Cohen veel moeite ondervonden met de publicatie van hun werk. Tot nu toe verscheen alleen het eerste experiment in de pers. Hun verklaringen over de achtergronden van de ziekte zijn nog nergens gepubiceerd. Andere deskundigen hebben dat tot nu toe weten te verhinderen.

PROF. DINKO VALERIO
De stelling dat je gentherapie in een specifiek stadium moet doen voordat de ziekte zich ernstig ontwikkeld is er eentje die ik kan onderschrijven. Het is daadwerkelijk zo dat het erfelijk defect uiteindelijk allerlei secundaire schade teweeg gaat brengen en die is niet meer herstelbaar. Dus als je in dat stadium gaat proberen gentherapie te doen, dan kun je misschien extra schade die ontstaat nog voorkomen maar je kunt niet echt de ziekte meer genezen.
De conclusie van de auteurs dier die zeggen dat op basis van hun experimenten in muizen het nu niet meer zinnig is om gentherapie bij mensen te doen nadat ze al geboren zijn onderschrijf ik helemaal niet. Zoals al eerder betoogt is de taaislijmziekte zoals die zich manifesteert bij de mens een hele, hele andere dan die die gevonden is bij muizen en derhalve zijn die conclusies niet zo simpel te trekken uit de experimenten die ze gedaan zijn.

DR. BILL COLLEDGE
If they re right and you only need the CF gene during development as a fetus, that s a distinct possibility. But is doesn’t necessarily mean that giving the CF gene after birth will not be beneficial. It might be that you can treat CF either by giving a treatment before birth and then you d only have to do it once, but if you miss that window of opportunity you can still stop the pathology by giving treatment again and again to the airways after birth. So there might be two ways to cure CF: one by a single treatment before birth or by multiple treatments repeatedly after birth, if you miss the first window.

PROF. CRAIG COHEN
A lot of peoples egos are wrapped up in gene therapy and gene therapy is a sexy science and it WILL work I think for some things but I don t think it s going to work for cystic fibrosis and someone needs to make the organisations switch their focus and move on. No one has looked at the entire picture. They re really focussed on replacing the gene.
But what s really frustrating for us is that (1) children are being born every day with CF and those could be prevented by in utero therapy and (2) days are going by with kids getting older and older, lungs getting scarred by this overproduction of mucus and that can be prevented if we could look at the pharmogenetics of this process in these rescued animals. And again, the frustration of trying to shift the paradigm within this community, which is a relatively -for us- a closed community, is very frustrating.

© Het Inzicht / Jos Wassink, 1998

English version–>