Blog

vaderschapstest

Als tweelingbroers de lakens hebben gedeeld met dezelfde vrouw, is de echte vader dan nog te achterhalen?

Dat is een van de vragen die worden gesteld in de nieuwe interessante film die onlangs in de bioscopen is verschenen. De film L’amant double gaat over een vrouw die verliefd wordt op een tweelingbroer. Vervolgens wordt ze ook verliefd op de andere broer. Met beide duikt ze onder de lakens. Na enige tijd raakt ze zwanger. Maar de vraag is dan van wie het kind dan is. En een nog grotere vraag is dan misschien wel, kan je nog herleiden wie de vader dan is, als het dna zo dicht bij elkaar ligt. Dat zullen we ons in dit artikel hardop afvragen.

Is de tweeling de meester vervalser van de natuur?

De reden van de film komt voort uit de fascinatie van de regisseur François Ozon voor tweelingen. Hij noemt ze de meesterwerken van de natuur. Een meesterwerk die een perfecte replica krijgt. De natuur als  een ware meestervervalser. Deze vergelijking wordt door de regisseur ook in de film aangehaald door in tweelingen te laten passeren op de achtergrond in een scene die zich afspeelt in een museum.

L’amant double geeft geen echt antwoord op de vraag of een vaderschap te achterhalen is  Maar de vraag is zo interessant dat we zelf besloten of we konden uitzoeken of bijvoorbeeld een vaderschapstest antwoord kan geven op deze vraag? Hieronder lees je onze bevindingen.

De eerste belangrijke vraag:  is de tweeling eeneiig of twee eiig?

Want het verschil hierin was tot voorkort misschien wel de belangrijkste vraag bij het uitvoeren van een test. Voorheen kon een vaderschapstest alleen uitgevoerd worden bij twee eiige tweelingen. Eeneiige tweelingen komen namelijk voort uit een spermacel. Dit zorgt voor hun genetische identiekheid. Door deze gelijkheid was een vaderschapstest voorheen niet uit te voeren. Tot voor kort tenminste, want er is nu een nieuwe techniek in opkomst waardoor het scheiden van de dna waarde nog verder te bekijken is, en deze techniek heet DNA methylering. Hoe dat werkt leggen nu even in het kort uit.

DNA Methylering met HRMA: het antwoord op het uitlezen de eeneiige DNA

De  methylering-status kan worden vastgesteld met behulp van HRMA (High Resolution Melt Curve Analysis). Wat HRMA doet, is het DNA aan hoge temperaturen blootstellen totdat de waterstofbindingen breken, Hoe meer waterstofbindingen in het DNA aanwezig zijn, hoe hoger de temperatuur die nodig is om ze te breken. Als de ene DNA-sequentie sterker gemethyleerd is dan de andere, dan zal de temperatuur waarbij de waterstofbindingen in de twee monsters breken, verschillen. Met dit verschil is dan het verschil van de eeneiige tweeling vast te stellen.

Conclusie

Het achterhalen van de echte vader is het makkelijkste bij een twee eiige tweeling Hier hebben twee spermacellen twee eicellen bevrucht van dezelfde moeder. Door deze twee spermacellen zorgen wel voor een genetisch verschil waardoor de vader met een vaderschapstest makkelijk achterhalen is. Is het eeneiig dan moeten we een andere methode hanteren, namelijk die van de DNA Methylerin. Echter is deze vorm van onderzoek nog zeer pril en nog niet beschikbaar voor de gewone man. Maar het vraagstuk uit de film kan dus wel met een ja beantwoord worden!

evolutie

DNA geeft inzicht in de evolutie

Evolutie is iets waar we ons inmiddels al geruime tijd mee bezig houden. Al sinds Charles Darwin is het voor de meeste wetenschappers de meest logische verklaring over hoe de aarde is ontstaan en hoe wij ons als mensen hebben ontwikkeld en wellicht nog steeds ontwikkelen. Het lijkt er daarom ook op dat de kennis over DNA erg belangrijk is in de biologie. Daardoor krijgen we namelijk steeds betere en meer geloofwaardige inzichten in de wijze waarop de oermens zich heeft ontwikkeld. Maar hoe zit dat dan eigenlijk precies? Wat is evolutie eigenlijk en op welke wijze speelt DNA daar een belangrijke rol in?

Wat is evolutie?

Er valt natuurlijk ontzettend veel over evolutie te vertellen. Letterlijk betekent het ‘geleidelijke ontwikkeling’. Charles Darwin ontwikkelde een theorie waarbij er werd uitgegaan van deze geleidelijke ontwikkeling binnen bepaalde levende soorten door midden van natuurlijke selectie. De kern van evolutie is dat ieder soort beschikt over genen die erfelijke eigenschappen bezitten. Door middel van mutatie kunnen deze genen met erfelijke eigenschappen echter veranderen waardoor er nieuwe eigenschappen bij een nakomeling kan ontstaan. Over lange periode kan dat tot nieuwe soorten leiden. Een baby is immers ook altijd een combinatie van de genen van zijn of haar ouders. Bepaalde eigenschappen zijn sterker en dominant. Dat wordt ook wel natuurlijke selectie genoemd. Evolutie is een erg complex en uitgebreid onderwerp. In dit artikel bespreken we niet alles en wil je meer te weten komen over het onderwerp evolutie? Dan raad ik je aan om dit artikel op zobegaafd.nl te lezen.

Evolutiebiologie

Waar vroeger de wetenschap zich vooral bezig hield met het bestuderen van het gedrag van dieren, heeft de evolutiebiologie de laatste decennia enorme sprongen gemaakt. Nico van Stralen en Dick Roelofs, beiden VU-biologen, schreven er het boek ‘Evolueren wij nog?’ over. Daarin zetten ze onder meer uiteen dat wetenschappers inmiddels in staat zijn om het DNA uit steeds oudere fossielen te isoleren. Daardoor kunnen ze de evolutie van de oermens tot wat wij vandaag de dag zijn steeds beter in kaart brengen. Het is daardoor wellicht mogelijk om precies te achterhalen wanneer de mens recht is gaan staan en lopen en hoe ons lichaam zich daarop heeft aangepast.

Aboriginals

Maar het secure DNA onderzoek stelt de wetenschappers tot nog veel meer in staat. Zo blijkt dat de allang bestaande Out of Africa theorie beter onderbouwd kan worde dankzij DNA onderzoek. Deze theorie gaat er vanuit dat Homo sapiens in Afrika ontstond en zich van daaruit verspreidde over de wereld. Dankzij DNA onderzoek blijkt bijvoorbeeld dat de welbekende Aboriginals uit Australië behoorlijk verwant zijn met Afrikanen. Dankzij de DNA onderzoek binnen de Evolutiebiologie moeten paleontologen hun hypothese met regelmaat bijstellen.

Oudste DNA

Bovendien verwacht Van Straalen nog veel meer ontwikkelingen in de nabije toekomst. Hij vertelde onlangs bijvoorbeeld dat men er reeds is in geslaagd is om betrouwbaar DNA uit Egyptische mummies te halen. Dat is ontzettend bijzonder aangezien de mummies volledig gedroogd zijn en DNA daar normaal gesproken door kapot gaat. Door steeds beter wordende methodes is het nu echter alsnog mogelijk om daar DNA uit te halen. Verder geeft hij ook aan dat het allerbeste DNA materiaal dat op dit moment beschikbaar is van een fossiel afkomstig is van een Denisova-mens. Volgens berekeningen zou dit zo’n 60.000 jaar oud zijn. Het is zo goed gebleven omdat het bevroren is geweest. Het alleroudste DNA dat men heeft weten te achterhalen is overigens nog veel ouder. Het is naar schatting maar liefst 430.000 jaar oud en niet geheel toevallig afkomstig van Neanderthalers. Daar is namelijk wel meer kwalitatief goede DNA van terug gevonden.

Miljoen jaar oud

De bioloog verwacht overigens dat het in de toekomst mogelijk is om nog veel ouder DNA te achterhalen dan ze nu doen. Hij denkt zelfs dat de grens rond de miljoen jaar zal liggen. Veel verder gaan we volgens hem niet komen omdat onderzoekers altijd te maken zullen krijgen met chemische reacties door verval in het DNA. Dat is volgens hem dan ook de grootste valkuil binnen deze ontwikkelingen.

DNA en nieuwe technologie voorspellen wie je leuk vindt

Het DNA bevat allerlei informatie die je geerfd hebt van je voorouders. Het is onlangs nog gebruikt voor een grootschalig onderzoek naar de dader van een misdrijf maar er zijn veel toepassingen van het genetisch materiaal. Volgens een toename van wetenschappelijk bewijs bepalen de genen namelijk voor een groot deel op wie je valt en wie je aantrekkelijk vindt. Deze informatie kan door wetenschappers gebruikt worden om te voorspellen wie je leuk vindt en tot wie je je aangetrokken voelt.

Matching op basis van DNA

Inmiddels zijn er apps voor allerlei doeleinden en dat geldt ook voor het ontmoeten van een levenspartner of vrienden. Een reeks nieuwe apps matcht mensen op basis van het DNA. Zo is er de app DNA Romance dat opgestaan is na het televisieprogramma de Dragon Den in Canada maar ook is er Pheramor die er dezelfde werkwijze op nahoudt. De twee apps zijn de voorlopers in het matching van partners op basis van de genen. Zo claimt de mede oprichter van Pheramor Brittany Barreto dat je genen gebruikt kunnen worden om te bepalen met wie je een seksuele aantrekkingskracht zal hebben. Deze app doet dit op basis van een elftal genetische kenmerken die effect hebben op de feromonen. Al voor jaren zijn er signalen dat deze feromonen bepalen wie je leuk vindt en wie niet en dat is wat de app Pheramor gebruikt om mensen met elkaar te matchen. DNA Romance stelt op haar beurt dat de werkwijze van het matchen op basis van DNA veel effectiever is dan de huidige generatie apps.

Hoe het werkt

De apps vragen je een monster van je wangslijm om de genen vast te leggen waarmee je gematcht wordt met andere leden van de apps. Bij Pheramor kun je een testkit aankopen en bij DNA Romance kan dit bij één van haar partners. Na het insturen van het materiaal wordt er bij beide apps gebruik gemaakt van een algoritme dat het ingestuurde materiaal beoordeeld en vergelijkt met dat van de leden. Deze informatie wordt bij Pheramor vervolgens gekoppeld aan openbare informatie uit social media profielen en bij DNA Romance aan de Myers-Briggs persoonseigenschappen die van tevoren door de gebruikers ingevuld worden. Of deze DNA matching app een succes gaan worden zal de toekomt ons leren. Het is in ieder geval een interessante benadering om het DNA te gebruiken om mensen aan elkaar te koppelen.

DNA

DNA – de basis van uiterlijk, gedrag, en eigenschappen

Een van de belangrijkste niet-zichtbare kenmerken van leven is cel-deling en cel vernieuwing. Het menselijk lichaam regelt ontzettend veel zaken in het lichaam zodat jij gezond blijft. Overal in je lichaam zitten cellen die ervoor zorgen voor groei, heling van wonden, opbouw van spieren enzovoort. In elke cel zit een kern die jouw DNA bevat. In de celkern bevinden zich chromosomen die weer bestaan uit genen en dat zijn stukjes DNA die informatie bevatten over een bepaalde eigenschap; bijvoorbeeld de kleur van je ogen.

Wat is DNA?

Het menselijk lichaam bevat zo’n 100.000.000.000.000 cellen (100 duizend miljard). Veel cellen werken samen en vormen een weefsel, maar veel cellen hebben een individuele functie. Hoe weet zo’n cel nou welke functie hij heeft? Dat heeft te maken met je DNA en gen-expressie.

DNA is de afkorting voor Desoxyribonucleïnezuur. Als men het heeft over DNA, dan gaat het over de drager van alle erfelijke informatie die een mens, dier of organisme uniek maken. Als je DNA opzoekt op Google, dan vind je al snel afbeeldingen van de dubbele helix. Dit zijn de wenteltrappen die de erfelijke informatie bevatten.

Het DNA bevat dus de informatie over je uiterlijk, maar ook over je innerlijk zoals persoonlijke eigenschappen en bepaalde talenten. Deze heb je geerfd van je biologische ouders; 50% van je vader en 50% van je moeder. Misschien heb je de neus van je moeder, maar de ogen van je vader en sommige karaktertrekjes zullen meer overeenkomen met je moeder, maar andere eigenschappen weer meer met je vader. Naast het erven van eigenschappen is er natuurlijk ook je omgeving die invloed heeft op wat voor eigenschappen er in jou naar voren komen. Dit gaat over de bekende nature (genen van je ouders) vs. Nurture (omgeving en invloeden van buitenaf) stelling die zegt dat menselijk gedrag een mix is van natuur en omgeving.

Meer inzichten door een DNA test

Steeds meer mensen laten tegenwoordig een DNA test doen om meer inzicht te krijgen in de risico’s op bepaalde ziekten. Wetenschappers krijgen een steeds beter beeld van welke genen verantwoordelijk zijn voor het krijgen van altzheimer, dementie, kanker en andere dodelijke ziekten. Door een DNA test te doen, kun je voordat je zo’n ziekte hebt, inzicht krijgen in welk risico je loopt op het krijgen van zo’n ziekte. Als je erachter komt dat je een verhoogt risico hebt op een spierziekte, dan kun je jouw huidige levensstijl en voedingspatroon aanpassen zodat je de kans op het krijgen van die ziekte verkleint. Probeer dan zo gezond mogelijk te leven, pas je leegpatroon aan en neem waar nodig wat extra supplementen. Kijk hier eens voor wat korting op drogisterijproducten.

Het is wel belangrijk om te vermelden dat zo’n DNA test, geen zekerheden biedt!

De uitslag van zo’n test zegt dus niet “jij krijgt huidkanker”, maar het zegt eerder iets in de trant van “het risico op het krijgen van huidkanker is 1.2 keer zo hoog als het gemiddelde”. De Nederlandse overheid raadt dit soort testen niet af of aan, maar het is in ieder geval zo dat er nog redelijk wat onzekerheden aan dit soort testen zitten. Als je via zo’n test leert dat je een bepaald gen hebt, dan kan het zo zijn dat wetenschappers over 2 jaar een associatie vinden tussen dat gen en een andere ernstige ziekte. Je kunt je afvragen of je dat wel zou willen weten.

Etische vragen

Er zitten ook een aantal ethische haken en ogen aan genetische testen. Denk bijvoorbeeld aan het bedrijf dat de genetische test doet. Wat gebeurt er met jouw DNA, waar wordt het opgeslagen, wat zijn de gevolgen als jouw DNA op straat komt te ligggen door een hack of wat gebeurt er met jouw DNA als het in de verkeerde handen komt? Kortom er zitten ook veel risico’s aan zo’n DNA test.

ziekenhuis

Ziekenhuis gaat DNA-informatie delen om medicatie te verbeteren


De werking van medicijnen kan worden verbeterd als ziekenhuizen DNA-informatie van patiënten delen. Genetische aanleg bepaalt namelijk in grote mate hoe geneesmiddelen worden afgebroken. Mismatch kan voorkomen worden als er kennis is van deze DNA-variaties. Het LUMC in Leiden is hier al actief mee bezig.

LUMC in Leiden eerste ziekenhuis

Het LUMC heeft besloten om als eerste ziekenhuis informatie uit het DNA-profiel van patiënten op te nemen in het elektronische voorschrijfsysteem. Dit doet het ziekenhuis uit Leiden met het doel om de werking van medicijnen te verbeteren. In de lever worden geneesmiddelen afgebroken door enzymen. DNA-variaties bepalen met welke snelheid deze afbraak plaatsvindt. Hierdoor is het dus mogelijk dat een patiënt snel reageert op een bepaald medicijn, terwijl iemand anders hier helemaal niet zo gebaat bij is.

Aan preventie doen

Eerder was het uitvoeren van een DNA-onderzoek niet vanzelfsprekend. Dit werd namelijk pas gedaan als een patiënt ernstige bijwerkingen kreeg van een bepaald medicijn. Nadat bijwerkingen optraden werd pas een onderzoek gedaan naar het DNA. Alleen vorig jaar was dit al het geval bij enkele duizenden patiënten. Voor het eerst gaat het LUMC zich bezig houden met preventie. Klinisch geneticus Marjolein Kriek geeft aan dat patiënten waarvan het DNA wordt geanalyseerd om een medische reden aan kunnen geven om deze gegevens op te nemen in hun elektronisch patiëntendossier. Je zou dit eigenlijk moeten zien als een extra service. Betreffende informatie is al bekend bij het ziekenhuis, het zou eigenlijk zonde zijn als je dit niet zou gebruiken. Je kunt hierbij bijvoorbeeld denken aan kinderen met een aangeboren afwijking en de ouders van deze kinderen.

Automatisch een waarschuwing

Op dit moment heeft het LUMC al het DNA-profiel van meer dan vierhonderd patiënten opgeslagen. Worden deze mensen ziek en krijgen ze een medicijn dat eventueel op basis van hun DNA problemen kan opleveren? Dan zal de arts automatisch een waarschuwing ontvangen dat hier sprake is van een mismatch. De arts kan dan kijken naar een ander alternatief.

Afbraaksnelheid verschilt

Het is mogelijk dat een medicijn met de verkeerde concentratie in het bloed terechtkomt. De concentratie kan te hoog zijn, maar ook te laag. Dit brengt gevolgen met zich mee. Het is dan mogelijk dat het medicijn geen effect heeft of juist slecht is voor de gezondheid. Als fabrikanten een medicijn ontwikkelen dan gaan ze vaak uit van de gemiddelde afbraaksnelheid. Leidse ziekenhuisapotheker Jesse Swen zegt dat 95% van de Nederlanders echter een variant in de genen heeft. Dit leidt dus ook tot een andere afbraaksnelheid.

Europees onderzoek gaande

Op dit moment is er een groot Europees onderzoek gaande. Dit onderzoek wordt uitgevoerd onder leiding van het LUMC. Dit onderzoek moet ons laten zien of deze manier van werken, het afstemmen van medicijnen op het DNA van patiënten, zal leiden tot minder bijwerkingen en hoe het zit met de kosten. Hoogleraar farmacogenetica Ron van Schaik geeft aan dat er volgens hem veel andere ziekenhuizen zijn die overwegen om deze werkwijze over te nemen.

biohacking

Biohacking: geniaal of gekkenwerk?

Biohacker Josiah Zayner staat op het punt om geschiedenis te schrijven. In november 2017 probeert hij voor het eerst om menselijk DNA in het lichaam aan te passen. Niet in een groot universitair medisch centrum of een hoog aangeschreven onderzoeksinstituut, maar in een gewoon simpel kamertje. Hij pas op zichzelf de veelbelovende gentherapie CRISPR-Cas9 toe. Slim of juist niet?

Veelbelovende gentherapie CRISPR-cas9

De gentherapie CRISPR-Cas9 maakt het mogelijk om het DNA van organismen nauwkeurig te wijzigen. Op deze manier kunnen er specifieke genen worden uitgeschakeld. Ook kun je zo ongewenste stukjes DNA door een alternatief stukje DNA vervangen. De gentherapie is mogelijk door bacteriën. Die gebruiken het CRISPR-Cas-systeem al hele lange tijd om zich te beschermen tegen virussen. Zayner wilde met zijn experiment het Myostatine-gen uitschakelen. Deze gen remt de spiergroei in het lichaam. Een stukje DNA dat het Cas9-eiwit en een op myostatine gericht guide-RNA herbergde injecteerde hij in een spier in zijn onderarm. Hiermee probeerde hij kopieën van dat gen te remmen. Het doel  van deze actie was niet de spiergroei, maar om de ontwikkeling van de gentherapie te versnellen.

Onderzoek gaat Zayner te langzaam

De Amerikaanse Food and Drug Administration is bezig om de eerste behandeling van een mens met behulp van deze gentherapie goed te keuren. Dit klinisch onderzoek loopt sinds 2008 en dit gaat Zayner veel te langzaam. Hij wilt dit proces graag versnellen. Hij is van mening dat mensen een eigen keuze moeten kunnen maken wat hun genen betreft.

Heeft het effect?

Op dit moment is het nog steeds niet duidelijk of het experiment van biohacker Zayner effect heeft en extra spiergroei veroorzaakt. Microbioloog aan de TU Delft, Stand Brouns, zou de effectiviteit van zijn aanpak graag bewezen willen zien. Hij doet zelf onderzoek naar de mechanismen die bacteriën gebruiken om zich tegen virussen te wapenen. CRISPR valt hier ook onder. Hij is van mening dat je echt moet weten wat je doet om hier succesvol in te zijn. Je hebt veel kennis nodig, maar ook apparatuur is hier onmisbaar.

Veiligheid in gevaar bij ongewenste editing

Brouns twijfelt aan de veiligheid van dit proces. Hij vraagt zich af wat er gaat gebeuren als er sprake is van ongewenste editing. En hoe zit het als er op de verkeerde plek geknipt wordt? Zulke ongewenste mutaties kunnen kanker als gevolg hebben. Deze ongewenste effecten zorgt ervoor dat het advies van Brouns is om niet thuis te experimenteren met biohacking.

In de kinderschoenen

De meeste mensen kunnen zich wel vinden in het advies van Brouns. Gentherapie staat inderdaad nog in de kinderschoenen. Wetenschappers hebben hier zelf nog ontzettend veel vragen over. Misschien over enkele jaren na dat het zich heeft doorontwikkeld? Mogen we dan kant en klare kits verwachten om aan onze DNA te sleutelen? Brouns gelooft er nog niet echt in. Je kunt CRISPR-Cas9 niet zo gemakkelijk vereenvoudigen, geeft hij aan. Hij zegt: “De grote uitdaging is het toedienen en de CRISPR-Cas9 op de juiste plaats en in de juiste cellen krijgen.” Huidig onderzoek gaat hier niet op in. Huidig onderzoek is meer gericht op ex vivo. Volgens bruins is dit gemakkelijker toe te passen en is het ook een stuk veiliger dan toepassingen in vivo.

Zorgvuldig omgaan met deze doorbraak

Het idee van Zayner van een wereld waarin we de baas zijn over onze eigen genen kan verkeerd aflopen. Leken die knutselen met DNA kunnen ervoor zorgen dat het draagvlak voor de serieuze DNA-editing kan afnemen zegt Brouns. Momenteel is het wetenschappelijke onderzoek nog in volle gang, het imago kan door dit thuis geknutsel een flinke deuk oplopen. Zeker als deze acties resultaten in ongewenste mutaties met verstrekkende gevolgen. Brouns zou het ontzettend zonde vinden als het imago van deze doorbraak een deuk zou oplopen. ‘CRISPR-Cas9 is een geweldige vooruitgang voor de mens.’