Er is een grote verandering op komst in de patiëntenzorg. De revolutie heet Next Generation Sequencing (NGS), waarmee alle genen die er toe doen op een betaalbare en snelle manier in kaart gebracht worden. Een glimp van de nabije toekomst is al te zien bij de DNA-diagnostiek voor patiënten met hartproblemen. Hoogleraar Raoul Hennekam en jurist Corette Ploem verkennen in twee afzonderlijke projecten de technische mogelijkheden van NGS en de sociale, maatschappelijke en ethisch-juridische consequenties die hieraan vastzitten.

Onze erfelijke code is vastgelegd in een DNA-alfabet, dat bedrieglijk eenvoudig oogt. Het telt maar vier letters - G, A, C en T - die staan voor guanine, adenine, cytosine en thymine. Ieder mens heeft zijn eigen code. Variaties daarin leiden bijvoorbeeld tot verschillen in oog- of huidskleur, maar ook tot andere kansen op het krijgen van diabetes of kanker. Genen zijn dus belangrijk omdat ze vertellen hoe we eruit zien, welke erfelijke ziekten we hebben en voor welke aandoeningen we (extra) vatbaar zijn.
Onze erfelijke codes zijn enorm lang. Waarschijnlijk zijn ze daarom compact opgerold in drieëntwintig dubbele DNA-strengen, de chromosomen. In 1988 namen wetenschappers in de Verenigde Staten het initiatief om een eerste algemene genetische ‘staalkaart’ van de mens, van het menselijk genoom te maken. Dit Human Genome Project werd afgerond in april 2003 en had toen bijna drie miljard dollar gekost.
Gaandeweg was al duidelijk geworden dat de geneeskunde een onvoorstelbare sprong voorwaarts kon maken, als artsen bij het doen van onderzoek, en het stellen van een diagnose, over de relevante genetische informatie van de betreffende patiënt konden beschikken. Maar zo’n ‘personalized medicine’ voor elke burger, met gebruikmaking van de erfelijke informatie die voor de klachten van belang is, leek onhaalbaar. Het was onbetaalbaar en zou ook nog eens veel te lang gaan duren. Niet realistisch, kortom.
In nauwelijks tien jaar tijd zijn de kaarten echter totaal anders komen te liggen. De technische ontwikkelingen in de genetica zijn over elkaar heen gerold en wat tot voor kort onrealistisch leek, komt nu binnen bereik. Want inmiddels kunnen we de erfelijke code veel sneller en goedkoper in beeld brengen (sequencen). Bovendien hoeven we niet perse alle erfelijke letters van het hele genoom te lezen, maar kunnen we uitsluitend het exoom nemen; de letters die er vooral toe doen. Het exoom bevat de codes voor de functionele eiwitten. Genetische aandoeningen worden vooral veroorzaakt door mutaties in deze exomen en de daarbij behorende eiwitten. En niet onbelangrijk: het exoom beslaat maar één procent van het genoom.

Meer te zien
Door deze ontwikkelingen begint het oorspronkelijke idee – dat je door de mutaties in beeld te brengen, patiënten beter en sneller kunt diagnosticeren en behandelen – nu werkelijk vorm te krijgen. Het opsporen van genen bij patiënten met een erfelijke cardiomyopathie (hartfalen) of een hartritmestoornis zijn daarvan twee mooie voorbeelden. Marcel Mannens, hoofd van het laboratorium voor DNA-Diagnostiek: ‘Bij cardiomyopathie is de diagnose bekend, maar weet je niet welk genetisch defect de boosdoener is. Er zijn mutaties in tientallen genen bekend die deze vorm van hartfalen kunnen veroorzaken. Enkele van deze genen zijn vaak gemuteerd, maar er zijn er ook veel die maar bij een enkele patiënt defect zijn.’
Hoe spoort het lab van Mannens het niet goed werkende exemplaar op? ‘Tot voor kort begonnen we met het gen dat het vaakst gemuteerd was. Was dat niet defect, dan zochten we naar een mutatie die minder vaak voorkwam. Vonden we daar ook niets, dan moesten we stoppen omdat het onderzoeken van nog meer genen te duur en te arbeidsintensief werd en geen enkele zorgverzekeraar dat wilde betalen. In die gevallen konden we helaas geen diagnose stellen.’
Met Next Generation Sequencing (NGS), zoals de nieuwe, snelle, goedkopere manier van DNA-diagnostiek wordt genoemd, kan dat wel. Mannens: ‘We sequencen nu in één keer alle genen waar een mutatie in kan zitten. En dat doen we ook nog eens voor tien patiënten tegelijk. Voor de diagnostiek is dat een enorme stap vooruit. Natuurlijk weten we al dat de patiënt cardiomyopathie heeft. Maar als we het gemuteerde gen vinden, kunnen we in de familie ook de mensen met hetzelfde defect opsporen, zodat ze preventief behandeld kunnen worden.’
Voor de hartritme- en geleidingstoornissen is dat zo mogelijk nog belangrijker. Mannens: ‘Soms is op geen enkele andere manier vast te stellen of iemand het risico loopt op jonge leeftijd plotseling te overlijden aan een ritmestoornis, behalve via genetisch onderzoek. Ook hier zijn weer veel genen in het spel, die je allemaal in een keer wilt sequencen. Met NGS kan dat nu. Dat betekent niet alleen een diagnose voor de patiënt, maar ook de kans om andere risicopatiënten in de familie op te sporen en preventief te behandelen, bijvoorbeeld met een pacemaker of ICD (een inwendige defibrillator, red.).’

NGS maakt testen niet alleen sneller - van maanden naar weken – en goedkoper, maar in de diagnostiek is ook meer te zien. Mannens: ‘Bij bepaalde ziektes kun je bijvoorbeeld kijken naar genen die betrokken zijn bij de omzetting van medicijnen in het lichaam, en daar de therapie op aanpassen. Dan kom je terecht bij de farmacogenetica, waarbij genen en geneesmiddelen beter op elkaar worden afgestemd. Kortom, medicijnen op maat. Daarnaast zien we in families mensen met dezelfde mutatie die een heel verschillend ziektebeeld ontwikkelen: de een wordt al vroeg ernstig ziek, terwijl de ander tot op hoge leeftijd nergens last van heeft. We denken dat dit verschil misschien aan een mutatie in een tweede gen te wijten kan zijn. Met NGS kunnen we dergelijke zaken beter in kaart brengen, waardoor je een uitgebreider en nauwkeuriger risicoprofiel krijgt per persoon.’

Pittige vragen
Door de voortdurende technologische vooruitgang voorziet Mannens een snelle uitbreiding van de mogelijkheden. Een cardiochip bijvoorbeeld, waarmee in een keer alle genen zijn te lezen die met hartproblemen te maken hebben. We zijn bijna zover dat het betaalbaar is om het hele exoom van elke patiënt in kaart te brengen. Gericht op de klachten die iemand heeft, worden via de bioinformatica de genen bestudeerd die hiermee te maken kunnen hebben. ‘Naast voordelen brengt dat ook vragen met zich mee’, zegt Mannens.‘In principe kun je ook nagaan of er iets mis is met andere genen die niets met de klachten te maken hebben, maar een verhoogde kans aangeven op dementie, darmkanker of een andere levensbedreigende ziekte. Mag je daar wel naar kijken? Onder welke voorwaarden? En wat vertel je de patiënt? Dat zijn heel pittige vragen.’
Om enigszins voorbereid te zijn op zulke vragen, startten onlangs twee onderzoeksprojecten in het AMC. Jurist Corrette Ploem ontving een ZonMW-subsidie voor een studie naar ethische en juridische aspecten bij het geven van toestemming -informed consent- door kinderen en (wilsonbekwame) ouderen voor medisch-wetenschappelijk onderzoek. Ploem: ‘Er ontstaan steeds meer biobanken waar klinische gegevens en lichaamsmateriaal worden opgeslagen voor toekomstig onderzoek. Ook van kwetsbare groepen zoals pasgeborenen en jonge kinderen. Die kunnen daarvoor nog niet zelf toestemming geven, de ouders nemen dat besluit voor hen. Maar kunnen eenmaal volwassen kinderen dat besluit over hun eigen lichaamsmateriaal en klinische gegevens nog terugdraaien als ze er zelf anders over denken? En mag je met het materiaal van kinderen tot die tijd maar beperkt onderzoek doen, omdat eenmaal vergaarde kennis niet meer is terug te draaien?’
Het project van Ploem en haar Rotterdamse collega, ethica Suzanne van de Vathorst, gaat ook over (actieve) deelname van dementerende ouderen aan onderzoek. ‘De vraag is in dat geval of je hun kinderen daarover kunt laten beslissen of dat je het besluit beter bij de ouderen zelf kunt leggen voordat ze gaan dementeren. Juist bij deze kwetsbare groepen zijn dergelijke vragen van groot belang. De opkomst van NGS maakt die vragen alleen maar pregnanter.’