Bij een samenwerking tussen de University of Toronto en de NYU Grossman School of Medicine is iets moois gebeurd. De groep onderzoekers komt naar buiten met een nieuwe manier om zogeheten zink vingers te beïnvloeden. Dat klinkt alsof ze een mooie nieuwe handschoen aantrekken wanneer ze aan het werk gaan, maar het zit net anders.
Zink vingers zijn eiwitten die een structureel motief vormen voor onder andere aminozuren. De nieuwe methode, ZFDesign, wordt gebruikt om zink vingers te bewerken. De verwachting is dat de ontwikkeling van gentherapieën hiermee in een stevige stroomversnelling komt. Wat je hier als patiënt van zou kunnen merken is dat de behandeling van bepaalde aandoeningen zou gaan veranderen.
Genetisch bepaald
Door middel van het beïnvloeden van zink vingers kan een behandeling worden aangepast aan onze leeftijd. Dan bedoelen we dat dezelfde aandoening bij een 20-jarige drastisch verschillend behandeld kan worden dan bij een 65-jarige. Dat heeft ermee te maken dat onze genen op natuurlijke wijze veranderen als we ouder worden en ons lichaam anders reageert op het behandelen van ‘DNA-foutjes’.
Via de nieuwe methode kunnen instructies worden meegegeven aan de zink vingers om bepaalde genen te reguleren en manipuleren. Eerder was dit lastig omdat onderzoekers hiervoor kunstmatige zink vingers voor zouden moeten maken met de juiste instructies. De eiwitten die door de zink vingers worden bewerkt communiceren op unieke wijze met het DNA. Dat betekent dat er van iedere ‘buurman’ moet worden vastgelegd hoe deze te werk gaat.
De kracht van AI
ZFDesign omzeilt dit probleem door Artificial Intelligence (AI) in te zetten om dit genlandschap in kaart te brengen. De AI is getraind door 50 miljard mogelijke zink vinger-interacties te analyseren die zijn opgenomen in de huidige databank van het onderzoeksteam. Daardoor kan de AI van iedere zink vinger laten zien welke bewerking deze reguleert.
ZFDesign is veiliger dan CRISPR doordat uitsluitend mensen over zink vingers beschikken. CRISPR maakt daarentegen gebruik van de eiwitten uit bacteriën om genen te reguleren. Ichikawa, een van de Ph.D. studenten die aan het onderzoek heeft meegewerkt, geeft een dat de "buitenmenselijke eiwitten [die CRISPR gebruikt] mogelijk het immuunsysteem van bijvoorbeeld kankerpatiënten kunnen aanslingeren. Dat kan tot gevolg hebben dat de behandeling wordt aangevallen, wat weer tot schadelijke ontsteking kan leiden."
De auteurs van het onderzoek geven aan dat ZFDesign veiliger en effectiever is dan CRISPR doordat er nauwkeuriger en met kleinere doses behandeld wordt. De volgende stap is om ZFDesign op te schalen zodat er in een enkele behandeling meerdere zink vingers gelijktijdig gereguleerd kunnen worden.
Wil je nog meer lezen over het inzetten van AI? Lees dan dit interview met onze directeur!