Wetenschap - 1 januari 1970

Hormoonmaffia wordt genmaffia

Dopingjagers denken dat de eerste gentechnologisch veranderde topsporters binnen een paar jaar hun opwachting zullen maken. Zal de hormoonmaffia dit voorbeeld volgen en vee gaan opvoeren met ‘gendoping’? De clandestiene potenties van een experimentele technologie.

In het laboratorium van de Amerikaanse geneticus prof. Lee Sweeney lopen ze rond. Laboratoriummuizen met onnatuurlijk ontwikkelde spieren en opvallend weinig vet. Journalisten noemen ze, half liefkozend en half huiverend, Schwarzeneggermuizen. Maar onderzoeker Sweeney vindt dat een verkeerde naam.
Arnold Schwarzenegger dankte de extreme fysiek die hij in zijn hoogtijdagen had aan enthousiast gebruik van anabole steroïden, een groep medicijnen die in de jaren zestig is ontwikkeld door te knutselen met het mannelijke geslachtshormoon testosteron. Volgens zijn biografen slikte hij de anabolen vanaf zijn veertiende levensjaar, trainde hij elke dag een paar uur met gewichten en nuttigde hij enorme hoeveelheden eiwitrijk voedsel.
De muizen van Sweeney zijn een paar stappen verder. Ze zijn niet behandeld met anabolen, krijgen geen bijzonder dieet en trainen niet met gewichten. Toch hebben ze vijftig procent meer spiermassa dan hun soortgenoten. Ze zijn het product van gentechnologie. Sweeney, die op zoek is naar een middel tegen spierziekten, maakte ze door ze te injecteren met genetisch veranderde virussen, die in de spiercellen van de dieren extra kopietjes van het gen voor het hormoon IGF-1 naar binnen loodsten. Bij muizen met spierdystrofie bracht dat het verloop van de ziekte tot staan.

Supersterk
‘Je kunt dit natuurlijk ook bij gezonde mensen gebruiken’, zegt de onderzoeker. ‘Dan krijg je supersterke mensen. Ik ben bang dat veel sporters belangstelling voor zo’n technologie zullen hebben.’ De helft van de mails die de aan de University of Pennsylvania verbonden geneticus ontvangt zijn van sporters die zichzelf als onderzoeksobject aanbieden. Sweeney ontving zelfs een bericht van een sportleraar op een middelbare school, die vroeg of Sweeney zijn footballteam genetisch wilde opvoeren.
Dopingjagers maken zich al enkele jaren zorgen over de komst van de gentechnologie in de sport. De Olympische Spelen van dit jaar, vrezen ze, zijn misschien de laatste geweest waarin atleten geen gendoping hebben gebruikt. ‘Wat je met het gen voor IGF-1 kunt, kun je ook met andere genen’, zegt Sweeney. ‘Zo verschrikkelijk moeilijk zal het niet zijn.’ Hij doelt daarmee op collega’s, die apen ongekende duuratletische vermogens hebben gegeven door ze extra EPO-genen te geven, of hartpatiënten proberen te genezen door hun cardiovasculaire systeem te injecteren met genen die nieuwe bloedvaten laten groeien. Het is bijna onvermijdelijk dat er op de spelen van 2008 in Bejing atleten zullen zijn die dat soort technieken gebruiken.
En wat kan met sporters, kan ook met dieren. Nu gebruikt de hormoonmaffia nog geruststellend ouderwetse preparaten als anabole steroïden en clenbuterol. Wat weerhoudt de maffia ervan om straks in navolging van Sweeney genpreparaten te maken die koeien versneld van spiermassa voorzien?

Knock outs
Sciencefiction? Misschien. Maar dan wel sciencefiction die angstaanjagend snel dichterbij komt. De mogelijkheid kwam al in de late jaren negentig ter sprake tijdens workshops over verboden groeibevorderaars, vertelt dr Ron Hoogenboom van onderzoeksinstituut Rikilt. ‘Er was toen nog weinig literatuur over en het leek ons toen niet iets dat op korte termijn zou spelen. Het leek ons toen niet dat gentechnologie een alternatief zou zijn voor het gebruik van anabolen. Niet op korte termijn, tenminste.’
Na de periode waarover Hoogenboom spreekt, heeft een onderzoeksgroep die is verbonden aan Johns Hopkins University veel gepubliceerd over het gen voor myostatin. Myostatin is een eiwitje waarmee spiercellen hun groei afremmen. Werkt dat gen niet meer, dan resulteert dat in extreme spiergroei. ‘Dikbilkoeien’ zoals de Belgische Blauwe hebben door een defect in dat gen grote spieren. Het zou mogelijk moeten zijn om dat gen ook op een technologische manier uit te zetten. Onderzoekers spreken dan van ‘knock outs’.
‘Het probleem met knock outs is dat je daarmee diep ingrijpt in het organisme’, zegt Hoogenboom. ‘Je kunt iets uitzetten wat eigenlijk niet uit te zetten valt. Dat is sowieso het probleem met genetische modificatie. De kans is groot dat je net iets te ver gaat en je een organisme maakt dat niet goed functioneert. Als een stof niet goed werkt, dan staak je de toediening. Maar als je genen toevoegt of uitschakelt, dan kun je daarna niets meer veranderen.’

‘Als malloten met deze gentechnologie gaan experimenteren in ondergrondse laboratoria, houd ik mijn hart vast’
Keizersnede
De praktijkervaring die onderzoekers tot nu toe met dieren zonder werkende myostatingenen hebben opgedaan, maakt duidelijk waar Hoogenboom op doelt. Hoewel uit screening van bestaande landbouwdieren blijkt dat er variëteiten bestaan waarbij de myostatin-genen niet goed werken zonder dat de gezondheid daaronder lijdt, worden fokprogramma’s gedwarsboomd door het optreden van dystocia. Dat betekent dat de kalveren al in de baarmoeder zo groot dat ze niet meer op een natuurlijke manier ter wereld kunnen komen. Er is dan altijd een keizersnede nodig. Lukraak ingrijpen in de genen van dieren en het gen voor myostatin uitzetten, is dus geen optie.
De moleculair voedingskundige dr Sander Kersten van de afdeling Humane Voeding kan zich voorstellen hoe het anders zou kunnen. ‘Je zou genen naar binnen kunnen brengen die niets doen totdat je ze aanzet’, denkt hij hardop. ‘Daar gebruik je dan een stof voor die je bijvoorbeeld kunt toevoegen aan het voer, die op zich niet schadelijk is maar die er normaliter niet in voorkomt.’ Er zijn al systemen ontwikkeld die zo werken. De nieuwe genen geven pas instructies aan de cel als er een antibioticum als tetracycline het genconstruct aanzet, maar er zijn ook systemen die werken op basis van andere stoffen.
Om dieren meer vlees aan te laten zetten zou je dan kunnen denken aan nieuwe genen die spiercellen meer van het eiwitje follistatin laten produceren. Follistatin schakelt myostatin uit. Het genconstruct zou het bezwaar van Hoogenboom ondervangen. Niet alleen zou je zelf het juiste moment kunnen bepalen waarop de musculatuur van het dier aan zijn groeispurt begint, maar door de hoeveelheid antibioticum in het voer te veranderen, zou je de myostatingenen naar believen harder of zachter kunnen laten werken.
‘Je kunt zo’n systeem in de genen van koeien zetten’, zegt Kersten. ‘En je kunt het door virussen in het genoom van bestaande dieren laten zetten. Er verschijnen de laatste tijd veel studies waarin onderzoekers lentivirussen gebruiken om DNA te veranderen.’

Ondergronds
Die virussen maken de toekomstige gendoping bij sporters - en genetische groeibevorderaars bij vee - een riskante aangelegenheid. Dat blijkt uit het rapport 'Genetische doping', dat is geschreven door de Groningse farmacoloog prof. Hidde Haisma en het Nederlands Centrum voor Dopingvraagstukken. Het rapport, dat is geschreven na kamervragen, gaat er vanuit dat het inbrengen van nieuwe genen veilig is als dat door artsen gebeurt. Maar als ondergrondse laboratoria stukjes DNA in virussen gaan plakken, dan is de kans op een foute afloop niet denkbeeldig.
Als gentechnologen virussen verbouwen, werken ze soms met agressieve soorten virussen. De kostbaarste stap in het productieproces van genpreparaten is, net als bij andere farmacologische middelen, de zuivering. Bij clandestien geproduceerde recreatieve drugs of dopingmiddelen komt het geregeld voor dat die zuiveringsstap niet deugt, waardoor die middelen extra riskant worden. Misschien zitten de originele virussen er nog in. Of misschien zijn er in het productieproces virussen ontstaan met nieuwe en ongewenste eigenschappen. Misschien ontstaan er in de ondergrondse laboratoria zelfs epidemieën.
‘Als je virussen gaat versleutelen kun je nooit precies voorspellen wat er gebeurt’, zegt dr Dick Peters van de leerstoelgroep Virologie. ‘Er gebeuren vaak dingen die we niet snappen. Daarom moeten wij werken volgens allemaal veiligheidsprotocollen. En als je weet wat er allemaal mis kan gaan, dan is dat terecht. Kijk maar naar die Australische onderzoekers, die vier jaar geleden vertelden dat ze per toeval een gevaarlijk virus hadden gemaakt.’
Deze onderzoekers hadden een gen dat cellen meer van het ontstekingseiwit Interleukine-4 laat aanmaken geplakt in een virus dat de muizenpokken veroorzaakt, in de hoop dat het muizen minder vruchtbaar zou maken. Als het zou werken, hoopten de Australiërs, dan was het virus misschien een milieuvriendelijke en humane manier om knaagdierplagen te bestrijden. Tot hun stomme verbazing legde het nieuwe virus het immuunsysteem van de dieren lam, en roeide in recordtijd de populatie proefdieren van de onderzoekers uit.

Leukemie
Een ander voorbeeld is dat van een Frans experiment met jonge kankerpatiënten die waren geboren met een genetisch defect. Pogingen om het defect te verhelpen faalden omdat het virus zijn stukje genetisch materiaal op de verkeerde plek plakte, en de patiëntjes leukemie kregen. Door hun afwijking waren ze trouwens ook overleden als ze geen genvirus gekregen zouden hebben. ‘Dat soort onderzoek gebeurt erg zorgvuldig’, zegt Peters. ‘En toch gaat het nog soms mis, ondanks alle voorzorgsmaatregelen. Als malloten hiermee gaan experimenteren in ondergrondse laboratoria houd ik mijn hart vast. Dit kan zo makkelijk fout gaan. Dit is een ontwikkeling waar tegen we ons uit alle macht moeten verzetten.’
Als veterinaire onderzoekers en hormoonjagers daar ernst mee willen maken, dan kunnen ze misschien veel tijd, geld en moeite besparen als ze eerst eens hun licht opsteken in de sportwereld. Daar overleggen onderzoekers als Lee Sweeney nu al een paar jaar met dopingjagers over manieren om gendoping te bestrijden en daar zijn interessante dingen uitgekomen.

Opsporing
‘In Nederland werkt de overheid nu aan richtlijnen voor gentherapeutisch onderzoek’, zegt drs Olivier de Hon, wetenschappelijk adviseur van het Nederlands Centrum voor Dopingvraagstukken en co-auteur van 'Genetische doping'. ‘Toen we ons met gendoping bezig gingen houden bleek dat de onderzoeksinstellingen geen rekening hielden met de mogelijkheid dat kwaadwillende mensen de faciliteiten misbruikten.’ De mondiale dopingautoriteit Wada organiseert bovendien symposia en congressen waar de onderzoekers op dit gebied elkaar kunnen ontmoeten en informatie uitwisselen. Maar hoe je gendoping zou moeten opsporen, daarover tast tot nu toe iedereen in het duister.
‘Volgens Sweeney is het niet mogelijk’, zegt De Hon. ‘De stoffen die het organisme gaat aanmaken na genetische interventie zijn identiek aan de natuurlijke stoffen. De hoop in de sport is op dit moment gevestigd op de proteomics. Dat houdt in dat we van sporters de aanmaak van alle relevante eiwitten gaan monitoren zodat we kunnen zien wanneer er iets gebeurt wat niet mogelijk is. Maar daar moet ik meteen bij zeggen dat niet iedereen in proteomics gelooft.’
Gelukkig is er nog tijd, zegt De Hon. ‘Wij geloven niet dat er op dit moment al sporters zijn die gendoping gebruiken. De techniek is er niet ver genoeg voor ontwikkeld. Als een humane sporter de bestaande technieken zou gebruiken, zou hij misschien ziek van worden, maar zeker niet beter gaan presteren.’

Willem Koert

Re:ageer