Zijn Mitochondriale ziekten in de toekomst te voorkomen?

Schematische weergave van een mitochondrion. Wikimedia Commons:Mariana Ruiz Villarreal

Mitochondriën zijn de kleine celorganellen die als de energiecentrales van de cellen fungeren.

Iedere cel heeft er 10-25 mitochondriën die van groot belang zijn voor de aerobe stofwisseling van de cel. Dankzij het feit dat mitochondria gebruik kunnen maken van de aanwezige zuurstof, die door de erythrocyten aan de cellen worden afgegeven, kunnen zij ATP maken. ATP is de universele brandstof voor alle levende cellen. Het is de benzine waar de cellen op kunnen functioneren.
Cellen zijn als het ware kleine chemische fabriekjes, die zorgen voor de aanmaak van functionerende eiwitten, die op zich weer een soort machientjes zijn met een bepaalde functie. Neem bijvoorbeeld het eiwit insuline, dat er voor zorgt dat de cellen gebruik kunnen maken van de brandstof glucose. Andere eiwitten zorgen voor het transport van moleculen, zoals de eiwitten die tezamen de erythrocyt vormen, moleculen zuurstof kunnen vervoeren.

Endosymbiose

Mitochondriën zijn in de vroege evolutie van het ontstaan van onze lichaamscellen opgenomen door de voorlopers van onze lichaamscellen. Mitochondriën zijn oorspronkelijk afkomstig van een zuurstof verwerkende bacterie, die via endosymbiose is gaan samenwerken met de van oorsprong anaerobe cellen. Dit is een succesvolle samenwerkingsvorm gebleken, die voor beiden voordeel opleverde. De van oorsprong zuurstof verwerkende bacterie had zijn eigen DNA en dat is altijd zo gebleven Dus iedere mitochondrion heeft een eigen DNA. Dat zorgt ervoor dat mitochondriën zich kunnen delen en vermenigvuldigen en als ze ouder worden kunnen ze zichzelf ook laten afsterven.

Zuurstof verwerkende bacteriën als de voorlopers mitochondriën, werden door de anaerobe cel opgenomen.

Dit eigen mitochondriale DNA heeft een aantal zeer belangrijke functies te vervullen, als het gaat over de energie toevoer van lichaamscellen.
Door onbekende oorzaken kan het DNA van de mitochondriën beschadigd raken, doordat er mutaties in het DNA zijn ontstaan.
Aangezien spermacellen geen mitochondriën bevatten worden de deze direct via de moeder overgedragen in het blastoom. Wij hebben dus onze mitochondriën uitsluitend van onze moeders eicel geërfd.

Mitochondriale ziekten

Mitochondriale ziekten behoren tot de meest voorkomende erfelijke aandoeningen. Het voorkomen wordt geschat op tussen de 1:5000 geboorten. Het zijn in principe allemaal ernstige aandoeningen met veel morbiditeit.
Omdat ze te maken hebben met de energiestofwisseling kan de ziekte zich in alle orgaansystemen voordoen waar veel energie wordt verbruikt.

Verschijnselen kunnen zich uiten zich in diverse orgaangebieden.

  • Skeletspieren: spierzwakte, spierkrampen, verhoogde vermoeibaarheid bij inspanning
  • Hartspier: hartfalen, geleidingsafwijking, hypertrofische cardiomyopathie
  • Centraal zenuwstelsel: epilepsie, ataxie, slechthorendheid, mentale retardatie, dementie
  • Nieren: tubulaire acidose, proximale tubulopathie
  • Gastro-intestinaal: villusatrofie, chronische diarree, pseudo-obstructie, stoornissen motiliteit
  • Lever: leverfalen, steatorroe
  • Endocrinologisch: diabetes mellitus, hypothyreoïdie, groeihormoon deficiëntie
  • Ogen: ptosis, oogspierverlamming, atrofie n. opticus, retinale pigmentatie
    Bron: website UMCG:Mitochondriale aandoeningen

Samenvatting:

•1: 5000 kinderen ontwikkelen mitochondriale ziekten
•Een van de meest voorkomende erfelijke aandoeningen
•Mitochondriën hebben eigen DNA
•Overerving uitsluitend via de moeder
•Spermacel bevat geen mitochondriën. De eicel wel.
•Zeer enige ziekten met veel morbiditeit en slechte prognose

Symptomatologie:

Omdat het orgaansystemen aantast, die veel energie nodig hebben, kan het gaan om de volgende orgaansystemen.

•Spieren: Spieren zijn erg afhankelijk van de ATP die mitochondriën produceren. => Spierzwakte en spiermassa atrofie.
•Hersenen: Hersencellen gebruiken enorme hoeveelheden energie. => Cognitieve defecten met hersendegeneratie.
•Retina (netvlies) afwijkingen
•Long en leverstoornissen.

Enkele meer bekende mitochondriale syndromen zijn:

CPEO: Chronisch progressieve externe ophthalmoplegie
LHON: Leber erfelijke optische neuropathie
MELAS: Mitochondriële encephalomyopathie, lactaatacidose en stroke (=beroerte)-achtige episodes
MERFF: Myoclonische epilepsie en Ragged Red vezels (MERRF) syndroom |
MIDD: van moederszijde geërfde Diabetes en Doofheid
NARP: Neurogene zwakte, Ataxie en Retinitis Pigmentosa
Syndroom van Leigh: subacute necrotiserende encefalopathie
Bron: Radboud UMC: mitochondriale aandoeningen

De 3-way IVF methode: Een kind met 3 ouders.

Nu we weten waar een aantal van deze syndromen door ontstaan zou het technisch mogelijk zijn om de ziekten te voorkomen. Bij bekende dragers van een mitochondriale ziekte is het tegenwoordig mogelijk om via een zogenaamde 3-way IVF te voorkomen dat de zieke mitochondriën worden doorgegeven. Deze methode wordt nu op kleine schaal toegepast in de Groot Brittanië, waar de wetgeving de mogelijkheid biedt om te experimenteren met eicellen. Dit vanuit het oogpunt om het aantal geboortes van kinderen met deze afschuwelijke syndromen te beperken.
Wat houdt deze methode in?
Simpel gezegd wordt er een tweede ‘moeder’ gezocht, waarvan bij onderzoek blijkt dat ze gezonde mitochondriën heeft.
Dan kunnen we 2 manieren gebruiken om de gezonde mitochondriën van de donormoeder in de eicel te krijgen.
Methode 1:
Nu gaan we uit van een bevruchte eicel, dus er is al een spermacel opgenomen in de eicel.
1. De kern van de bevruchte eicel, met het DNA van beide ouders, wordt verwijderd
2. De kern van de donor eicel wordt verwijderd en vernietigd.
3. De celkern met het DNA van beide ouders wordt geimplanteerd in de kernloze donoreicel.
Methode 2:
1. Van beide moeders wordt een eicel bewerkt.
2. Van de moeder met de ‘zieke’ mitochondriën wordt de celkern met het eigen DNA uit de cel genomen.
3. Van de moeder met de gezonde mitochondriën wordt de celkern verwijderd
4. De celkern met het eigen DNA wordt in de kernloze eicel van de donormoeder geplaatst.
5. De eicel wordt d.m.v. ICTI bevrucht met een spermacel van de vader.
De 3-wat IVF methode wordt met veel reserve bekeken. Toch kan het bij ouders, waarvan bekend is dat de kans op het krijgen van een kind met een mitochondriale ziekte heel hoog is, een hoopgevende oplossing bieden.

Wat zijn de voetangels en klemmen?

De reserves zijn van zowel ethische als technische aard en daarom blijven er nog veel vragen over, zoals?
  • Van wie is dit kind?
  • Wat wordt de status van de donormoeder?
  • Is het overdragen van een celkern bij een andere eicel zonder risico?
  • Krijgen we te maken met een hoog afstotingsrisico?
  • Welke eigenschappen worden naast de mitochondriën ook nog mee overgedragen, waarvan we nu geen weet hebben?
  • Zijn de technische problemen die we kennen van de IVF-methode oplosbaar?
  • We weten dat er van alle IVF bevruchtingen slechts 1/3 resulteert in een bevruchting. Hoe zal dit percentage zijn bij een 3-way IVF?

Lees ook de voors en tegens van deze methode:

Three-parent babies: The arguments for and against 

De situatie in het VK

Triple tragedy: Artikel over een echtpaar met 3 kinderen met fatale mitochondriale afwijking

Meer informatie over de endosymbiose theorie

The symbiontgenesis

Geplaatst in Algemeen, Genetica, Hersen aandoeningen, Moleculaire geneeskunde.

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *