Schepping verbeteren
John Jacobs,
25 november 2022
De mens is geschapen naar Gods beeld, als beheerder van de schepping. De natuur verandert continu door evolutie. De mens verandert de natuur al duizenden jaren lang. Wat mag wel en niet, en onder welke voorwaarden?
Brood en wijn
De mens is geschapen naar het beeld van de Schepper om de natuur te beheren (Gen.1:26-28). Als medeschepper heeft de mens de natuur aangepast door selectief kweken en fokken (Gen.30:37-43). Landbouwopbrengsten zijn groter door duizenden jaren selectie op grootte en opbrengst van tarwekorrels en appels. Schapen geven meer wol en koeien meer melk. Gefermenteerde melk wordt omgezet in kaas, gisting maakt van druiven wijn. Granen worden gebruikt voor deeg, dat na gisting gebakken werd als brood. Het avondmaal maakt duidelijk wat God van brood en wijn vindt. Biotechnologie heeft geholpen om meer mensen te voeden uit landbouw en veeteelt, waardoor minder mensen hongerlijden.
Insuline en penicilline
Antibiotica en vaccins hebben, samen met hygiëne, de ziekte en sterfte onder kinderen en volwassenen sterk verminderd. Ooit stierf werd minder dan de helft van de kinderen volwassen, en slechts weinige oud genoeg om Abraham of Sara te zien. Nu worden chemicaliën uit de natuur geïsoleerd voor medicijnen, zoals penicilline en insuline. De penicilline schimmels vormen de turquoise dons op oud brood. Ooit werd beschimmeld brood op bacteriële infecties gedrukt, nu worden verschillende soorten antibiotica geproduceerd in grote fermentoren. Insuline werd eerst gewonnen uit de alvleesklier van varkens. Dat koste veel dieren, is duur, moeilijk te zuiveren en net iets anders dan menselijke insuline, hetgeen leidt tot een afweerreactie die het medicijn onwerkzaam maakt. Gekweekte cellen kunnen genetisch veranderd worden om menselijke insuline te produceren, waarmee diabetes (suikerziekte) patiënten behandeld worden (Figuur 1).
Voor mensen met hemofilie (bloedingsneiging) is de productie van stollingsfactoren in kweek belangrijk. Vroeger werden deze factoren gewonnen uit het bloed van duizenden donoren, waardoor veel hemofiliepatiënten besmet werden met HIV (aidsvirus). De biotechnologie oplossing is veel veiliger.
Cellen in kweek maken eiwitten met hun eigen ‘handtekening’. Bacteriën en gisten plakken andere suikergroepen aan eiwitten dan zoogdiercellen, en ook tussen zoogdieren bestaan verschillen. Menselijke cellen kunnen in het lab onsterfelijk gemaakt worden waardoor ze blijven delen, maar niet differentiëren tot een mens. Voor het maken van medicijnen is het belangrijk dat dit menselijke cellen zijn, omdat kleine verschillen kunnen leiden tot ongewenste afweerreacties. Ook kunnen deze cellen worden gebruikt voor (vaak betere) proefdiervrije veiligheidstesten van chemicaliën. De mens is namelijk anders dan een knaagdier.
Voor mensen met hemofilie (bloedingsneiging) is de productie van stollingsfactoren in kweek belangrijk. Vroeger werden deze factoren gewonnen uit het bloed van duizenden donoren, waardoor veel hemofiliepatiënten besmet werden met HIV (aidsvirus). De biotechnologie oplossing is veel veiliger.
Cellen in kweek maken eiwitten met hun eigen ‘handtekening’. Bacteriën en gisten plakken andere suikergroepen aan eiwitten dan zoogdiercellen, en ook tussen zoogdieren bestaan verschillen. Menselijke cellen kunnen in het lab onsterfelijk gemaakt worden waardoor ze blijven delen, maar niet differentiëren tot een mens. Voor het maken van medicijnen is het belangrijk dat dit menselijke cellen zijn, omdat kleine verschillen kunnen leiden tot ongewenste afweerreacties. Ook kunnen deze cellen worden gebruikt voor (vaak betere) proefdiervrije veiligheidstesten van chemicaliën. De mens is namelijk anders dan een knaagdier.
Figuur 1. (A) winning insuline uit de alvleesklier van varkens, (B) uit fermentor; (c) Beide kunnen worden gebruikt voor injectie in diabetes patiënten.
Celtherapie
Stamcellen uit een embryo, vijf dagen na bevruchting in het lab, kunnen worden geïsoleerd en ze zijn pluripotent (ze kunnen differentiëren tot alle weefsels en ook een mens). Sommige willen embryonale stamcellen gebruiken voor therapie om weefsels te laten herstellen (regenereren), zoals bij hersenbeschadiging. Is het ethisch verantwoord om embryo’s te maken of te gebruiken voor onderzoek of therapie. De meeste Europese landen verbieden dit, maar in de VS is dit toegestaan. Het is onzeker of dit een goede therapie gaat worden, omdat deze cellen kunnen uitgroeien tot tumoren, maar ook lichaamsvreemd zullen zijn in de patiënt en dus afgestoten kunnen worden.
Een alternatief is multipotente stamcellen winnen uit volwassen mensen, liefst de patiënt. Multipotente stamcellen kunnen slechts differentiëren tot één type weefsel (bv beenmergcellen die alle bloedcellen (rode en witte) kunnen vormen). Die zijn veiliger en lijken immunologisch op de patiënt waardoor ze niet worden afgestoten.
Een alternatief is multipotente stamcellen winnen uit volwassen mensen, liefst de patiënt. Multipotente stamcellen kunnen slechts differentiëren tot één type weefsel (bv beenmergcellen die alle bloedcellen (rode en witte) kunnen vormen). Die zijn veiliger en lijken immunologisch op de patiënt waardoor ze niet worden afgestoten.
DNA en RNA-vaccins
Virussen hebben eiwitten die (1) virus DNA of RNA vermenigvuldigen, (2) het afweersysteem ondermijnen, (3) ziek maken en (4) een mantel vormen die door het afweersysteem herkend wordt. Viruseiwitten kunnen in kweek worden gemaakt en na zuivering in de mens worden ingespoten, waardoor antistoffen worden gemaakt tegen de manteleiwitten. Antistoffen zijn niet de beste bescherming tegen virusinfecties. T-cellen beschermen beter, maar een T-cel respons ontstaat alleen als viruseiwitten in de mens worden gemaakt. Vroeger gebeurde dit door infectie met afgezwakt virus, zoals bij de koeienpokken (vaccinia) en het orale poliovaccin (niet de injecties). Afgezwakte virussen maken minder ziek en geven goede afweerreacties, maar zijn niet 100% veilig.
DNA en RNA-vaccins laten alleen de manteleiwitten maken zonder infectie, zodat goede T-cel immuniteit ontstaat zonder infectie. Messenger RNA (mRNA) is een kortlevende werkkopie van DNA (Figuur 2). Mensen kunnen RNA niet omzetten in DNA, niet kopiëren en RNA wordt snel afgebroken. Begin van deze eeuw waren hier grote technologische uitdagingen, maar met de covid vaccins zijn deze overwonnen. Nu geven RNA-vaccins de beste bescherming tegen een infectie met zowel antistoffen als T-cellen.
DNA en RNA-vaccins laten alleen de manteleiwitten maken zonder infectie, zodat goede T-cel immuniteit ontstaat zonder infectie. Messenger RNA (mRNA) is een kortlevende werkkopie van DNA (Figuur 2). Mensen kunnen RNA niet omzetten in DNA, niet kopiëren en RNA wordt snel afgebroken. Begin van deze eeuw waren hier grote technologische uitdagingen, maar met de covid vaccins zijn deze overwonnen. Nu geven RNA-vaccins de beste bescherming tegen een infectie met zowel antistoffen als T-cellen.
Figuur 2. In menselijke cellen wordt DNA vermenigvuldigd en overgeschreven tot mRNA (de werkkopie). mRNA wordt afgelezen voor het maken van een aminozuur keten, die na eiwitvouwing en kleine verandering een eiwit vormen.
CAR T-cellen
T-cellen hebben een centrale rol in afweer tegen veel infectieziektes en kanker. De eigen T-cellen herkennen niet altijd het juiste doel, anders zou elke infectie en tumor worden opgeruimd. T-cellen kunnen worden geholpen in het lab door een gen dat de tumor wel herkend toe te voegen, waarna chimeric antigen receptor (CAR) T-cellen ontstaan. Die worden vervolgens opgekweekt en teruggegeven aan de dezelfde patiënt voor genezing (Figuur 3). Het is belangrijk dat dit eigen (CAR) T-cellen zijn, om te voorkomen dat ze het lichaam van de patiënt aanvallen. CAR-T cellen zijn het laatste redmiddel voor leukemie (bloedkanker) patiënten, en ook bij andere vormen van uitgezaaid kanker en infecties worden goede resultaten geboekt. De productie is complex en duur (half miljoen euro per patiënt), maar in een Europees initiatief proberen wij die tien keer zo goedkoop en efficiënt te maken.
Figuur 3 Productie van CAR-T cellen. (A) Witte bloedcellen worden uit patiënt gewonnen en T-cellen geïsoleerd. (B) T-cellen krijgen antigeen receptor die tumor herkend en (C) CAR-T cellen ontstaan, die (D) worden opgekweekt. Vervolgens worden (E) de CAR-T cellen aan de patiënt gegeven die de kankercellen doden.
Menselijk DNA veranderen
Sommige ziektes, zoals taaislijmziekte, worden veroorzaakt door een ‘kapot’ gen. Het geven van het DNA met het goede gen zou iemand voor altijd kunnen genezen. In de praktijk zijn hier nog veel uitdagingen, maar met Crispr-Cas technologie gaat de technologie snel in celkweek of in een bepaald weefsel. Ook kan dit in embryo’s na reageerbuisbevruchting, zodat de hele mens wordt veranderd en dit wordt doorgegeven aan het nageslacht. Dat klinkt als de perfecte oplossing voor genetische ziektes, maar we weten weinig van deze technologie en nog minder van de complexiteit van DNA in ziektes.
Het genezen van ziektes is nobel, maar wat is ziekte? Sikkelcelanemie wordt veroorzaakt door een ander gen waardoor de rode bloedcellen minder elastisch zijn, sneller stuk gaan en bloedarmoede ontstaat. Mensen hebben twee kopieën van elk gen, maar wie echter één kopie van het ‘sikkelcel’-gen heeft is van nature beter beschermd tegen malaria. Het afweersysteem heeft veel redundant genen, waarbij het missen van beide kopieën van één gen meestal geen effect lijkt te hebben. Soms gebruiken virussen een genproduct (eiwit) om cellen te infecteren. Wie dit gen niet heeft, wordt dan niet ziek. Soms kan een missend redundant gen meer kans geven op auto-immuunziektes of fatale afloop van een infecties, zoals Covid. Onze kennis is incompleet en daarom zijn de veel wetenschappers voorzichtig. Niet de Chinese onderzoeker (He) die een gen veranderde om baby's resistent te maken tegen HIV, omdat hun moeder besmet was. Dat leidde tot opschudding onder wetenschappers en de veroordeling van He.
Het genezen van ziektes is nobel, maar wat is ziekte? Sikkelcelanemie wordt veroorzaakt door een ander gen waardoor de rode bloedcellen minder elastisch zijn, sneller stuk gaan en bloedarmoede ontstaat. Mensen hebben twee kopieën van elk gen, maar wie echter één kopie van het ‘sikkelcel’-gen heeft is van nature beter beschermd tegen malaria. Het afweersysteem heeft veel redundant genen, waarbij het missen van beide kopieën van één gen meestal geen effect lijkt te hebben. Soms gebruiken virussen een genproduct (eiwit) om cellen te infecteren. Wie dit gen niet heeft, wordt dan niet ziek. Soms kan een missend redundant gen meer kans geven op auto-immuunziektes of fatale afloop van een infecties, zoals Covid. Onze kennis is incompleet en daarom zijn de veel wetenschappers voorzichtig. Niet de Chinese onderzoeker (He) die een gen veranderde om baby's resistent te maken tegen HIV, omdat hun moeder besmet was. Dat leidde tot opschudding onder wetenschappers en de veroordeling van He.
Verantwoordelijkheid
Kennis is macht en bij macht hoort verantwoordelijkheid, zoals de profeet Nathan aan koning David onderwees (2Sam.12:1–15). Hoe meer iemand kan doen, hoe meer die moet nadenken over de ethiek van dit handelen, ook als niet alle gevolgen kunnen worden overzien. Dit kan zijn op biomedisch vlak, in de politiek, op ons werk, voor vluchtelingen, voor onze naasten of voor wie wij zorgen. In dit stuk zijn technologische vraagstukken uitgelicht om het belang van onze keuzes te accentueren. We maken (on)bewuste keuzes in de omgang met iedereen en alles wat ons is toevertrouwd. Helpen we zoals de barmhartige Samaritaan (Luc.10:25-37)? Doen we onze taken als ware ze voor God (Kol.3:23-25)?
Onze woorden en daden kunnen grote impact hebben, zowel positief als negatief, voorzien en onvoorzien. Wie denkt uit eigen wijsheid het goede te kunnen doen, neigt naar eigen gerechtigheid, zoals de Farizeeërs. Jezus bad in Getsemane (letterlijk: oliepers) voordat Hij de kostbare olie van Gods liefde en genade over de aarde liet uitvloeien (Luc.22:39-45). Wij kunnen niet zonder Gods wijsheid en liefde. De Heilige Geest overtuigd ons van wat goed is te doen en wat goed is te laten (Joh.16:8). Laten we bidden voor wijsheid voor de verantwoordelijkheid die wij dragen en ons handelen daarin.
Onze woorden en daden kunnen grote impact hebben, zowel positief als negatief, voorzien en onvoorzien. Wie denkt uit eigen wijsheid het goede te kunnen doen, neigt naar eigen gerechtigheid, zoals de Farizeeërs. Jezus bad in Getsemane (letterlijk: oliepers) voordat Hij de kostbare olie van Gods liefde en genade over de aarde liet uitvloeien (Luc.22:39-45). Wij kunnen niet zonder Gods wijsheid en liefde. De Heilige Geest overtuigd ons van wat goed is te doen en wat goed is te laten (Joh.16:8). Laten we bidden voor wijsheid voor de verantwoordelijkheid die wij dragen en ons handelen daarin.
John Jacobs,
28 nobember 2022
28 nobember 2022
