De Plasterk cs DNA Patenten
Er is een hoop gedoe over Ronald Plasterk en zijn DNA patenten. Onderbelicht is nog wat die patenten dan beschrijven, en misschien is dat ook wel leuk om te weten.
Het gaat om WO2023068931A1 (Cancer neoantigens), WO2021172990A1 (Hidden frame neoantigens), WO2020022897A1 (Method of preparing subject-specific immunogenic compositions based on a neo open-reading-frame peptide database). Er zijn ook nog vijf specifiekere patenten voor bepaalde ziektes.
Onze cellen bevatten per stuk zo’n 750 megabyte aan unieke DNA code. Het klinkt vreemd om het over megabytes te hebben, maar het is echt niet anders. Als je die 750 megabyte op een USB-stick aan een DNA lab geeft (en ook honderden miljoenen euro’s), dan kunnen ze in theorie de informatie op je USB-stick weer omzetten in echte DNA moleculen/chromosomen, die het ook zouden doen in mensen.
In de praktijk is menselijk DNA nu nog te groot en te ingewikkeld voor deze stunt, maar met bacteriën lukt dit al echt, en zijn er daadwerkelijk bacillen digitaal tot leven gewekt. Je corona vaccin kwam ook (indirect) uit een DNA-printer, terloops, en ook dat begon met een digitaal bestand.
In het DNA staan digitale instructies om eiwitten mee te maken. Dit gebeurt in onze cellen in de ultieme 3D printer, het ribosoom. Van de 750 megabyte van ons DNA wordt ongeveer 21 megabyte direct gebruikt om eiwitten mee te maken. De rol van de rest is “complex”.
Als er een eiwit gemaakt moet worden wordt het relevante stukje DNA eerst omgezet in RNA. Lijkt een beetje op hoe een computer een programma eerst van de harde schijf moet laden, zodat het daarna in RAM kan draaien.
Dat ribosoom, de ultieme 3D printer, eet RNA op, en per drie RNA letters komt er een van 20 verschillende moleculen (aminozuren) uit. Dat gaat volgens deze waanzinnige tabel, die met met minieme wijzigingen al meer dan 2 miljard jaar meegaat, en werkt voor vrijwel al het leven op aarde:
Al die aminozuren worden aan elkaar geregen tot een eiwit. Heel het leven bestaat vervolgens uit eiwitten, of dingen die door eiwitten gebouwd zijn.
Dit is echt hoe het ribosoom werkt. Het zwarte lint is RNA, en naar boven toe groeit een eiwit. Bron & langer filmpje: Wikipedia user Bensaccount
So far so good.
Afweersysteem
Ons lichaam heeft ook een afweersysteem, en dat herkent graag vreemde cellen om ze indrukwekkend dood te vermoorden. Dat afweersysteem is knap wantrouwend, en eist dat iedere cel zich helder identificeert als een normale cel.
Een cel maakt typisch een heleboel verschillende eiwitten. Om hun menselijkheid te bewijzen monteren cellen stukjes van die eiwitten op hun buitenkant. “Kijk, ik ben een normale menselijke cel!”. Dit is overtuigend voor ons afweersysteem.
Als een cel nou besmet is met een virus komen er vanzelf de verkeerde en vreemde stukjes eiwit op de buitenkant, waarop ons afweersysteem normaliter z’n dodelijke ding komt doen. Zo’n vreemd eiwitstukje heet dan een “antigen”.
By Scray - Own work using:Sompayrac, Lauren (2019) – Cel waar rechtsboven zo’n stukje eiwit (‘peptide’) uitsteekt.
In het geval van kanker gaat een cel veel te veel delen, en dit leidt meestal ook tot de productie van de verkeerde eiwitten, en daar verschijnen dan ook stukjes van buitenop een cel. En als het goed is loopt het dan slecht af voor de cel. Dit gebeurt heel veel zonder dat we er ooit iets van merken.
Ons eigen afweersysteem smoort zo een hoop tumorvorming in de kiem. Erg fijn.
Desondanks gaat het soms mis - een cel(lijn) kan na verloop van tijd leren (evolueren) om onder de radar te blijven. Ons afweersysteem herkent de kankercellen dan niet meer, en dan kan het fout aflopen.
Ons afweersysteem op cursus
We hebben tegenwoordig trucs om ons afweersysteem op cursus te sturen. Als we een helder voorbeeld hebben van hoe een “verkeerde” cel eruit ziet kunnen we in een lab nieuwe afweercellen kweken. En als we die vervolgens terugplaatsen in een patiënt is er een goeie kans dat deze cellen doen wat we hopen: kankercellen vernietigen. Ook is het mogelijk om een meer klassiek “vaccin” te maken op deze manier.
Maar om dit te doen moet je wel duidelijk leermateriaal hebben. En daarvoor moet je weten welke ‘foute eiwitstukjes’ zo’n cel op z’n buitenkant monteert. En dat is nog tricky.
Want die eiwittenstukjes zijn echt maar een paar moleculen groot, en we hebben geen microscoop of andere techniek om even te kijken wat er allemaal uit een kankercel steekt. Het gaat echt om honderden atomen maar.
Uit tumor-DNA cursusmateriaal verzamelen
Ik schreef boven hoe een cel eiwitten maakt volgens de digitale DNA code, 750 megabyte.
Een cel met kanker maakt doorgaans een zooitje van z’n DNA. Hele stukken ontbreken of komen dubbel voor. Ook breekt het DNA vaak en wordt dan raar weer aan elkaar geplakt.
Ik vertelde eerder hoe drie DNA-letters leiden tot een molecuul in een eiwit. Er zit dus een ritme in van steeds drie letters, dan weer drie letters. En dat allemaal volgens die mooie tabel.
Maar stel nou dat er 1 letter wegvalt.
Dan veranderen alle volgende drie letter combinaties. En komt er ineens een HEEL ander eiwit uit.
Dus als we begonnen met DNA wat er zo uit ziet:
AAC CGT TGG GAA TTA
En nu valt de eerste G weg, dan krijgen we:
AAC CTT GGG AAT TA..
De eerste drie letters zijn nog hetzelfde, maar de volgende drie veranderen ineens van CGT naar CTT. Als we in de tabel kijken dan zien we dat er een ander molecuul uitkomt ineens. En de volgende verandering is dan van TGG naar GGG. Dit heet een frameshift (en zo heette het bedrijf van Plasterk ook, Frame Pharmaceuticals BV).
Het gevolg van dit alles is dat er heel andere eiwitten gemaakt zouden worden. Daar kunnen dan ook stukjes van op de buitenkant van de cel terechtkomen. En dat kan dan weer trainingsmateriaal zijn voor ons afweersysteem!
Het hele proces
De truc is dan dus: lees het DNA van kankercellen uit, en ga met een computer op zoek naar weggevallen letters ten opzichte van normaal DNA. Als je zo’n missend stuk ziet, reken dan uit wat voor een nieuw eiwit dit oplevert.
Vervolgens maak je dat eiwit in je lab, en train je daar nieuwe afweercellen op. Of je maakt op een ander manier een vaccin dat hetzelfde doet (in de patiënt).
Vervolgens hoop je dat het afweersysteem z’n ding gaat doen op de kankercellen.
Op deze manier gebruiken we DNA (wat we goed kunnen lezen) als een soort microscoop die ons vertelt wat er mogelijk voor vreemds buitenop de kankercellen zit, en doen we daar ons voordeel mee.
Check ook RNA voor de efficientie
Zoals tot nu toe omschreven zou dit proces weinig efficiënt zijn - er zijn heel veel DNA-wijzigingen die niet tot (andere) eiwitten leiden. Want maar 21 megabyte van het DNA gaat echt over eiwitten. Daarom beschrijft het patent dat je ook het RNA in een cel moet onderzoeken - want de kans dat RNA leidt tot een eiwit is veel groter.
De 8 patenten voegen nog meer trucs toe, zo kan je in plaats van missende letters ook op zoek naar DNA wat verkeerd aan elkaar geplakt is, wat ook leidt tot andere eiwitten.
Ook is er een patent (WO2020022897A1) waarbij een database wordt gebruikt om in DNA van tumorcellen op zoek te gaan naar bekende foute eiwitten. Misschien is dit patent wel waar al het gedoe om is.
Maar in essentie is dit het hele verhaal.
Is dit nou zo bijzonder?
Persoonlijk vind ik het bovenstaande nogal voor de hand liggen, zeker omdat dit alles in 2021 gebeurde. Maar, ik moet ook niet zeuren, ik heb het ook niet gedaan.
Ook een matig patent kan je goed mee procederen (of daarmee dreigen). En zo veroorzaak je gedoe bij concurrenten. En misschien ging het daar wel om.
Meer lezen
Voor wie zin heeft, mijn eerdere DNA stukken: