Home
BLIJF OP DE HOOGTE
Ontvang onze nieuwsbrief en digitale magazine
Uw adres wordt nooit aan derden doorgegeven.
Lees onze privacyverklaring.

     

ARTIKEL
‘Keihard bewijs voor gendoping’
Download dit artikel als pdf
Is uw adres bekend, dan wordt de pdf meteen geopend, anders krijgt u een link toegestuurd.
Ook ontvangt u onze volgende nieuwsbrief.

‘Keihard bewijs voor gendoping’

Gendoping is al jaren verboden, maar nog altijd niet goed aan te tonen. Studenten van de TU Delft ontwikkelden voor de iGEM-competitie in het najaar van 2018 een nieuwe gendopingtest. De Groningse hoogleraar Hidde Haisma ontwikkelt een alternatieve test. Hoeveel het wordt toegepast weet niemand, ondanks het feit dat gendoping al sinds 2004 is verboden door het Wereld Anti-Doping Agentschap (WADA). Bij gendoping injecteren sporters DNA in hun spieren.

Gerelateerde expertise

Hoeveel het wordt toegepast weet niemand, ondanks het feit dat gendoping al sinds 2004 is verboden door het Wereld Anti-Doping Agentschap (WADA). Bij gendoping injecteren sporters DNA in hun spieren. Dit DNA bevat het gen voor een dopingeiwit, zoals erythropoïetine, beter bekend als EPO. Daardoor wordt er lokaal extra veel van dit eiwit aangemaakt, dat in niets is te onderscheiden van de lichaamseigen variant. Dit is overigens een tijdelijk effect, na een paar dagen tot weken verdwijnt het ingespoten DNA weer uit het lichaam. Al in 1998 werd bij muizen, later bekend als de Schwarzenegger-muizen, aangetoond dat hun spiermassa met vijftien procent toenam na het inspuiten van een gen voor IGF-1, een hormoon dat zorgt voor extra aanmaak van spiercellen. In 2006 werd voor het eerst duidelijk dat gendoping waarschijnlijk inderdaad door sporters wordt toegepast. In de mail van atletiektrainer Thomas Springstein, die terecht stond voor dopingpraktijken, werd destijds een verzoek gevonden voor Repoxygen. Dit is een geneesmiddel dat het EPO-gen in spiercellen brengt om zo de productie van EPO te verhogen. Niet-humaan DNA Gendoping is niet met een eiwitanalyse aan te tonen, maar met een DNA-analyse wél. Het geïnjecteerde DNA is zal meestal namelijk niet exact hetzelfde zijn als het DNA van het overeenkomstige gen in het humane genoom. Humane genen bestaan namelijk uit exons en introns. Bij gendoping worden introns waarschijnlijk meestal weggelaten, omdat die toch niet voor een eiwit coderen en er maar een beperkte hoeveelheid DNA kan worden ingespoten. “Als je in het DNA dus een exon-exon-overgang tegenkomt, is dat een hard bewijs dat het gaat om niet-humaan DNA”, zegt Hidde Haisma, hoogleraar farmaceutische genmodulatie aan de Rijksuniversiteit Groningen en lid van de gen- en celdoping expertgroep van het WADA. Spelen van 2020 In 2018 slaagde het WADA erin om de eerste test op gendoping te introduceren, gebaseerd op PCR. Sindsdien zijn dopinglabs bezig om die test te implementeren, zodat die operationeel is voor de Olympische Spelen van 2020. “De introductie kost veel tijd, omdat dopinglabs nu vooral zijn ingesteld op het meten van kleine moleculen. Het doen van een PCR-test is een heel andere tak van sport”, zegt Haisma als verklaring voor deze lange opstarttijd. Helaas is de nieuwe test zeker niet waterdicht. “Een PCR-test is relatief eenvoudig te omzeilen. Als je eenmaal weet welk stukje van het gen precies wordt gemeten, dan kun je daar bij het ontwerp van de gendoping rekening mee houden”, verklaart Haisma. Studenten in actie Het afgelopen jaar besloten studenten van de TU Delft zich in te zetten voor een nieuwe gendopingtest in het kader van iGEM. Dit is een jaarlijkse internationale studentencompetitie, waarbij teams met behulp van synthetische biologie oplossingen proberen te ontwikkelen voor maatschappelijke problemen. Om de test snel, eenvoudig en betaalbaar te maken, besloot het iGEM-team het bekende CRISPR-Cas systeem te gebruiken, evenals het MinION sequencing-systeem van Oxford Nanopore Technologies. De test maakt gebruik van een fusie-eiwit van het eiwit dxCas9 en een transposase (zie volgende pagina). DxCas9 kan met behulp van een zogenaamd ‘guide RNA’ een specifiek stukje DNA herkennen, zoals bijvoorbeeld een deel van het EPO-gen. De transposase kan vervolgens in het DNA van het EPO-gen knippen en er een stukje adapter-DNA aan vastplakken. Een motoreiwit herkent dit adapter-DNA en zorgt ervoor dat de Nanopore sequencer de DNA-volgorde van al dit DNA bepaalt. Eenvoudig Volgens Stan Brouns, universitair hoofddocent moleculaire microbiologie aan de TU Delft en een van de begeleiders van het iGEM-team, heeft deze test potentiële voordelen. “Het testprincipe is eenvoudig. Het Cas9-eiwit bindt aan DNA zonder de DNA-strengen van tevoren te smelten. Bovendien is er geen PCR nodig. Dat zou het ook makkelijker maken om bijvoorbeeld meerdere sequenties tegelijkertijd te sequencen. En doordat de test gebruik maakt van een draagbare MinION-sequencer kun je in theorie de test op locatie doen.” Een van de iGEM-teamleden, Monique de Leeuw, is na afloop van de competitie dan ook in het lab van Brouns blijven werken om de test verder te ontwikkelen. Haisma is ook enthousiast, al heeft hij nog wel wat vraagtekens over de selectiviteit, aangezien de test een relatief kort stukje DNA gebruikt om de dopinggenen te herkennen. Hun aanzet voor een nieuwe gendopingtest leverde de studenten bij de iGEM-competitie in Boston in oktober 2018 in ieder geval al twee prijzen op: voor de beste toepassing en het beste productontwerp. Daarnaast was er van verschillende kanten belangstelling, zowel uit het gendopingveld als daarbuiten. “Sanquin wil de test misschien gebruiken voor prenatale screening, en ook het RIKILT had interesse. Bovendien werden we door het WADA uitgenodigd om onze resultaten in februari 2019 te presenteren tijdens een meeting in Montreal”, vertelt Jard Mattens, student Nanobiologie aan de TU Delft en human practices-manager binnen het iGEM-team. Vissen met oligo’s Haisma is zelf overigens ook bezig met de ontwikkeling van een gendopingtest. Die werkt op een iets andere manier. Bij zijn test wordt het DNA uit een bloedmonster eerst gefragmenteerd. Daarna wordt aan alle fragmenten een stukje adapter-DNA geplakt, waarna alle DNA-fragmenten worden geamplificeerd met PCR. Haisma gebruikt vervolgens oligonucleotides met een lengte van 120 baseparen om het DNA van de gendopinggenen en de overeenkomstige humane genen eruit te vissen en die tot slot allemaal te sequencen. Hiermee kan hij in de gesequencte data niet alleen zoeken naar exon-exon-overgangen, maar ook naar andere afwijkingen in het gendoping-DNA. Na bijna twee jaar van ontwikkeling concludeert hij dat de test goed werkt. “We hebben al contact gezocht met een dopinglab in Gent. Samen met hen gaan we nu kijken hoe we dit verder kunnen ontwikkelen, zodat het ook echt in een dopinglab kan worden uitgevoerd.” De volgende stap Onlangs heeft het WADA de definitie van gendoping aangepast, zodat ook gene editing hieronder valt, wat tegenwoordig steeds meer mogelijk is dankzij CRISPR-Cas. Het gaat bijvoorbeeld om het uitschakelen van een gen in het humane genoom, zoals het gen voor myostatine, een regulator die de spiergroei inperkt. Bij deze vorm van gendoping komt er waarschijnlijk geen DNA in het bloed terecht, waardoor dit ook met de nieuw ontwikkelde testen niet kan worden aangetoond. “Bij doping blijft het inderdaad altijd een ratrace”, bevestigt Haisma. Toch denkt hij dat het voorlopig wel zal meevallen. “Het punt is dat het bij gene editing gaat om een blijvende verandering, in tegenstelling tot andere vormen van gendoping. Dat brengt voor sporters natuurlijk grotere risico’s met zich mee.”
MAXUS MEDIA
LABinsights.net LABinsights.de LABinsights.nl
Ontvang onze nieuwsbrief
Nieuwsbrief archief
Volg ons
Linked
MAGAZINE
Abonneren
SERVICE EN CONTACT flag