Hoe genen ons uiterlijk, gedrag en gezondheid beïnvloeden

beeld SaltyStock, Gemma Pauwels
5

Wat hebben genen te zeggen over ons uiterlijk, ons gedrag en onze gezondheid? Waar houdt de rol van genen op, en wanneer zijn omgevingsfactoren belangrijker? Drie experts lichten een tipje van de sluier op.

Voorspellen hoe de dader van een misdrijf eruitziet aan de hand van een microscopisch klein DNA-spoortje. De wetenschappelijke ontwikkelingen gaan snel, maar dát zal voorlopig nog toekomstmuziek blijven, stelt prof. dr. Manfred Kayser.

Kayser is forensisch geneticus aan het Erasmus Medisch Centrum en geniet wereldwijd faam als pionier op zijn vakgebied. Zo ontdekte hij in 2012 met zijn vakgroep vijf genen die samenhangen met gezichtskenmerken. Maar dat bleken niet de enige genen te zijn die de vorm van het menselijk gezicht beïnvloeden. Twee jaar later ontdekten Amerikaanse wetenschappers van de universiteit van Pennsylvania dat er minstens twintig van dergelijke genen bestaan. Kayser: „De genetische complexiteit van gezichtsuitdrukking is extreem groot. Waarschijnlijk zijn honderden genen hierbij betrokken.”

Momenteel zijn er twee dozijn genen bekend die het gelaat beïnvloeden, maar dat is nog te weinig om te voorspellen hoe iemands gezicht er ongeveer uitziet. „Er is een bedrijf in Amerika dat beweert dit wel te kunnen doen. Maar het publiceert niks en zegt niet hoe het dit doet. Het enige wat ik erover kan zeggen is dat het op basis van de huidige literatuur nog onmogelijk is.”

Wat al wel kan –en waar de politie dankbaar gebruik van maakt– is het voorspellen van oog-, haar- en huidkleur op basis van DNA-sporen. Voor andere uiterlijke kenmerken is dat met de huidige kennis en technieken vooralsnog niet goed mogelijk. Kayser wijst op de twee grootste bottlenecks: de complexiteit van dergelijke eigenschappen en de beperkingen van de techniek. Wat het eerste betreft: veel uiterlijke kenmerken worden bepaald door honderden genen. Aan iemands haarkleur dragen bijvoorbeeld minstens 124 genen een beetje bij. Bij complexere eigenschappen zoals iemands gelaatstrekken of lengte zijn waarschijnlijk nog veel meer genen betrokken.

Bij huidskleur zijn dat er eveneens talloze, maar één gen draagt voor een groot deel bij aan pigmentvorming. Door alleen dat gen te onderzoeken, kan betrouwbaar vastgesteld worden wat iemands huidskleur is. Althans, binnen welke van vijf pigmentschalen iemands huidskleur is in te delen. Helaas gaat dat alleen voor huidskleur zo makkelijk. „Voor andere kenmerken zit er niks anders op dan een combinatie van vele genen met een klein effect te onderzoeken.”

Leeftijd voorspellen

Ook leeftijd, geografische afkomst en familiaire verwantschap zijn redelijk goed te bepalen op basis van genetisch onderzoek. „Leeftijd is met een foutmarge van drie tot vijf jaar te voorspellen. Dat is bruikbaar, maar niet altijd precies genoeg. Stel dat een allochtone jongeman zonder paspoort een misdrijf pleegt, hij vervolgens wordt gepakt en beweert minderjarig te zijn. Dan wil je graag weten: is hij 17 of 18 jaar? Zo precies kunnen we dat helaas niet vaststellen op basis van zijn DNA.”

De vraag is of dat in de toekomst wel gaat lukken. Deze techniek maakt namelijk gebruik van zogenaamde epigenetische veranderingen die aan het DNA plaatsvinden tijdens het ouder worden. En hoe snel die veranderingen optreden, verschilt per individu.

Wat de politie met de huidige kennis van de forensische genetica kan? Niet het aanwijzen van een verdachte. „Op basis van DNA-sporen achter het telefoonnummer en adres van de dader komen is onmogelijk. Maar wel kan de politie op basis van wat het DNA vertelt over uiterlijke kenmerken de groep verdachten kleiner maken.”

Grote rol van genen bij kans op ADHD en schizofrenie

Of genen je gedrag bepalen? „Dat is zeer misleidend geformuleerd. Genen dragen hooguit bij aan verschillen in gedrag tussen mensen. Soms meer, soms minder.” Dat stelt prof. dr. Dorret Boomsma, hoogleraar gedragsgenetica aan de Vrije Universiteit in Amsterdam (VU).

Boomsma spant zich in om duidelijk te maken dat genen nooit verantwoordelijk kunnen zijn voor ons gedrag. Was dat wel zo, dan is de uiterste consequentie dat bijvoorbeeld crimineel gedrag toe te schrijven zou zijn aan onze genen.

Maar genen kunnen wel bijdragen aan onder meer agressiviteit, de gevoeligheid voor rook-, drank- en sportverslaving, en aan het ontwikkelen van psychische aandoeningen zoals ADHD en schizofrenie.

Genen verklaren voor meer dan 70 procent het verschil tussen mensen in hun risico op ADHD en schizofrenie. De overige verschillen worden bepaald door omgevingsfactoren, zoals de stabiliteit van het gezin waarin iemand opgroeit en allerlei ervaringen die de een wel en de ander niet meemaakt.

Voor iemands persoonlijkheid is er ook een duidelijke genetische aanleg. „Uit onderzoek blijkt dat extraversie voor 50 procent in de genen zit. Hetzelfde percentage geldt voor hoe open iemand staat voor nieuwe ervaringen of hoe neurotisch hij of zij is.”

Zit gevoeligheid voor een depressie ook in de genen? „Deels. Genen spelen hierbij een bescheiden rol. Onlangs zijn de eerste genen geïdentificeerd die bijdragen aan het risico op een depressie.”

Een interessante vraag is of gedragsverschillen tussen mannen en vrouwen genetisch bepaald zijn. In 2012 deed Boomsma hier uitvoerig onderzoek naar. Hiervoor bestudeerde ze tientallen soorten gedrag bij twee-eiige tweelingparen, die bestonden uit een broer-zuskoppel. „We vonden vrijwel geen eigenschappen waar genen bij zijn betrokken die verschillen tussen mannen en vrouwen. Dus moeten we de verklaring voor man-vrouwgedrag buiten de genetica zoeken.”

Misschien dat hormonen een antwoord bieden. Mannen hebben immers meer testosteron in hun bloed, en dat kan een aantal vormen van gedrag beïnvloeden. Het testosteronniveau van agressieve mannen is inderdaad hoger dan bij rustige mannen, maar de vraag is of dat oorzaak of gevolg is. „Testosteronniveaus in het bloed stijgen tijdens een agressieve bui, en ook na het bereiken van iets succesvols. In die gevallen is een hoog testosteronniveau dus niet de oorzaak, maar het gevolg van bepaald gedrag.”

Tweelingen

Om erachter te komen hoe belangrijk genen voor bepaald gedrag zijn, doet Boomsma onderzoek bij twee- en meerlingen en hun families. Bij eeneiige tweelingen is het genoom, het totaalpakket van alle genen in een cel, identiek aan elkaar. Duiken er gedragsverschillen op tussen eeneiige tweelingen, dan zijn die dus toe te schrijven aan omgevingsfactoren. Zo bleek dat wanneer een van de eeneiige tweelingen schizofrenie ontwikkelt, zijn broer of zus dat in 40 tot 50 procent van de gevallen ook krijgt.

Voor het genetisch onderzoek zijn twee-eiige tweelingen even belangrijk, stelt Boomsma. „Je hebt een controlegroep nodig. Twee-eiige tweelingen delen net als eeneiige tweelingen samen de baarmoeder en hebben voor de geboorte blootgestaan aan dezelfde omstandigheden, terwijl ze genetisch verschillen. Dus de crux zit ’m in het vergelijken van onderzoeken met eeneiige en twee-eiige tweelingen.”

Ziekte voorspellen: droom of schrikbeeld?

Diverse commerciële DNA-testen bieden de mogelijkheid om het risico op tal van aandoeningen te voorspellen. Dr. ir. Marc van Mil, hoofddocent biomedische genetica aan de Universiteit Utrecht en het UMC Utrecht: „Deze testen zijn voor de meeste mensen zinloos en voor sommige mensen gevaarlijk.”

De online-instructies van het biotechnologiebedrijf 23andme zijn simpel. Bestel een pakket, spuug een kloddertje speeksel in een plastic buisje, en stuur het geheel terug naar het lab. Binnen drie tot vijf weken kun je op je digitale account de uitslagen zien. Kosten: 169 euro. Maar dan weet je ook alles over je kans op diabetes type 2, bepaalde oogaandoeningen, glutenallergie of de ziekte van Parkinson. Ook vertelt de uitslag je van welke erfelijke aandoeningen je een drager bent, zoals taaislijmziekte en sikkelcelanemie, de erfelijke vorm van bloedarmoede.

Van Mil deed een commerciële DNA-test bij het bedrijf iGene en vroeg een vriendin van hem of ze de test ook wilde doen. Zij wist vooraf dat ze de BRCA1-genmutatie heeft. Dat vergroot haar risico op borstkanker sterk, maar de uitslag van de test ging tegen alle verwachtingen in: „U heeft een verlaagd risico op borstkanker.” De verklaring: de test keek niet naar die specifieke BRCA1-afwijking. Van Mil: „De analyse betreft nog geen miljoen punten in het DNA, terwijl ons DNA uit 3 miljard punten bestaat.”

Dit is een van de redenen waarom Van Mil kritisch staat tegenover DNA-testen: ze analyseren de meest voorkomende genafwijkingen en slechts een paar zeldzamere. Zo zou een test op basis van bijvoorbeeld dertig DNA-posities kunnen voorspellen dat je kans op het krijgen van hartproblemen heel klein is, terwijl die een zeldzame genafwijking over het hoofd ziet die de kans op hartklachten sterk vergroot.

De hoofddocent zelf zou 8,1 procent kans hebben om longkanker te krijgen. „Dat is ongeveer de gemiddelde kans voor rokende en niet-rokende Nederlanders samen. Maar de onderzoekers hebben niet gevraagd of ik rook of niet. Als je niet rookt, dan is de kans ongeveer 1 procent; rook je wel, dan is dat ineens meer dan 20 procent. Dat gemiddelde van 8,1 procent zegt dus niets.”

Dat is een ander kritiekpunt van Van Mil: DNA-testen kijken alleen naar DNA, niet naar omgevingsfactoren. „Bij longkanker, maar ook bij diabetes en hart- en vaatziekten, speelt je leefstijl een veel grotere rol dan je genetische aanleg. Uitspraken over je DNA zijn dan eigenlijk nietszeggend.”

Grote gevolgen

Maar Van Mils grootste bezwaar is dat DNA-testen ook een aantal zeldzame genetische afwijkingen kunnen opsporen die het risico op een ernstige aandoening sterk vergroten. „Wat als er plotseling iets ernstigs boven water komt? Dat kan grote gevolgen hebben. Niet alleen bij de onderzochte persoon, maar ook bij diens familie: ouders, kinderen, broers en zussen. DNA heb je van iemand en geef je door aan iemand.”

Voor niet-commerciële DNA-testen heb je een verwijzing nodig, omdat ze alleen worden aangeboden als daar een medische reden voor is. Mensen worden daarbij goed begeleid, stelt Van Mil. „Je krijgt vooraf een gesprek, waarin het gaat om de vraag of je kunt overzien wat je te wachten staat. Als je vervolgens kiest voor de test, dan volgt begeleiding, eventueel met psychologische ondersteuning. Bij commerciële testen wordt dit allemaal niet gedaan.” Van Mil pleit daarom voor een maatschappelijk debat dat leidt tot duidelijke regels waar bedrijven wel en niet voor mogen testen.