Thursday, March 14, 2019

Genetische Veränderungen und seine unvorhersehbaren Folgen


Dr. Edith Breburda

Angefangen hat es damit, unser Pflanzen genetisch zu verändern. Wir inserierten Gene von anderen Spezies, die erstrebenswerte Eigenschaften hatten, um mithilfe von genetischer Manipulation die Welt auch weiterhin ernähren zu können.
Dass es auch anders geht, interessierte dabei nicht. Doch damit hörten die Innovationen nicht auf. Mittlerweile experimentieren Wissenschaftler mit neuen Gen-Editierungs-Technologien, wie CRISPR/cas9, um das eigene Erbgut eines Organismus neu zu gestalten.

Anhand der neuen Technologien werden z.B. Rinder dahingehend manipuliert, dass sie toleranter gegen warme Temperaturen werden. Wir haben uns daran gewöhnt, riesige Rinderherden im semiariden Klima von Arizona bzw. Kalifornien anzutreffen. Jetzt wäre es möglich, Kühe in den Tropen weiden zu lassen. Ziegen dienen der Erzeugung von Kaschmirwolle; Hasen und Schweine besitzen eine bessere Marmorierung der Muskulatur.
Nebenwirkungen, die unweigerlich bei einem genetischen Editieren auftreten, wie z.B. eine längere Zungenmuskulatur in Hasen, nimmt man dafür in Kauf.
In Schweinen eliminierte man Myostatin, ein Gen, welches das Muskelwachstum limitiert. Ohne Myostatin werden so keine Wachstumsgrenzen mehr gesetzt. Doch zum Erstaunen der Wissenschaftler hatten nun 20 Prozent der so behandelten Tiere plötzlich einen zusätzlichen Wirbelkörper entwickelt.
Aber fragen wir uns ehrlich, würden wir einen Hamburger von einem Rind essen, mit dessen Erbsubstanz im Labor herumexperimentiert wurde? Die Technologien werden bereits angewendet, um das Erbgut der Kartoffel oder des Lachses zu optimieren?
Mithilfe von molekularen Scheren alteriert man auf präzise Weise das Erbgut von Mais oder Sojapflanzen. Man hat es auf ihr Fettsäureprofil abgesehen. Kartoffeln werden nicht mehr so schnell schlecht; die Haltbarkeitsdauer nimmt zu, und wenn man sie braten will, produzieren sie keine krebserzeugenden Stoffe mehr.
Sicher haben wir von genetisch hergestellten Lachsen gehört, die zweimal so schnell wie typischer Weise wachsen. Fünf Tonnen dieses Frankenfisches wurden 2017 allein in Kanada verkauft. Keines der Lebensmittel wurde als genetisch verändert gekennzeichnet.
Und abgesehen davon, versprach Monsanto 1999, niemals ihre sterilen Terminator GMO Pflanzen zu kommerzialisieren. Das Gegenteil war dann sehr schnell der Fall: Bauern verpflichteten sich das Saatgut nur für eine Aussaat zu gebrauchen. Noch heute kritisieren viele diese Vorgehensweise.
Der nächste große Schritt ist es nun, im Erbgut des Tieres selber herumzubasteln. Bereits bei genetisch veränderten Lebensmitteln (GMO-Food), wo ein nicht zum Erbgut gehörendes Gen mit dem von einer anderen Spezies ausgebessert wurde, ist mit unvorhergesehenen Risiken für die Tiere selber und für diejenigen zu rechnen, denen GMO-Food als Nahrung dient.
Wir haben zweifelsohne große Fortschritte bei der Sequenzierung und Kartierung der Genome ganzer Organismen gemacht. Trotzdem wissen wir nicht, inwieweit einzelnen Gene eine Rolle spielen, wenn sie miteinander interagieren. Falls wir also Änderungen an Genen vornehmen, selbst, wenn diese auf den Punkt genau limitiert sein sollten, hat dieser Vorgang oft überraschende und unbeabsichtigte Folgen.
Eine davon sind die in Schweinen auftretenden Skelettveränderungen. Derartige Mutationen erweitern zwar unser Verständnis, inwieweit myostatin Gene skeletomuskuläre Modifikationen hervorrufen, und wir könnten damit herausfinden, was wir in Zukunft anders machen sollten, dennoch war es nicht unser Ziel, einen extra Wirbelkörper zu erzeugen.(1)
Und genau darin liegt das Problem. Man sollte annehmen, dass wir in puncto Geneditierung aus der Versuchs- und Irrtumsphase heraus sind, wenn wir diese Technologie bereits in Pflanzen, Tieren und auch dem Menschen anwenden.
Es geht doch darum, eine exakte Wissenschaft zu betreiben. Vor allem dann, wenn wir derart in das Genom eines Organismus eingreifen. Dieser Meinung ist zumindest Lisa Moses, Tier-Ethikexpertin der Harvard Medical School. Sie äußerte sich gegenüber dem Wall Stree Journal (2) im Dezember 2018 wie folgt:
„Wir Menschen haben eine sehr lange Geschichte, in die fein aufeinander abgestimmten Abläufe der Natur einzugreifen. Wir machen in unserer Überheblichkeit nicht mal mehr vor dem Erbgut selbest halt. Eigentlich pfuschen wir herum, ohne die mit unserem Handeln verbundenen Konsequenzen zu kennen. Wir behaupten dann noch, wir würden wissen, was wir tun und können, unbeabsichtigte Nebeneffekte genauestens abschätzen, obwohl wir schon lange die Kontrolle verloren haben.“

Das wirklich Besorgniserregende ist, dass wir nicht nur den Muskelanteil der Schlachttiere beeinflussen, sondern auch Gene herausschneiden, um bei Schweinen Krankheiten- wie dem Porcine reproductive und respiratorische Syndrome Virus vorzubeugen. Das PRRS-Virus wird von Wildschweinen übertragen und ist mittlerweile in den USA und Europa verbreitet. Zum ersten Mal trat es 1985 in Iowa auf. 1986 wurde es in Minnesota entdeckt und war dann von 1988-1989 in Ostdeutschland zu finden.
In Masttierbetrieben verbreitet sich das potentiell tödliche Virus schnell. Forscher hoffen, die Krankheit besiegen zu können, indem sie ein Stück des Erbgutes -mithilfe von CRISPR/cas9- eliminieren. Dass es sich dabei um einen permanenten Eingriff handelt, der weitervererbt wird, nimmt man gerne -um des Profites willen- hin.
Die Australierin Alison Van Eenennaam hat ihr Labor an der Universität von Davis, Kalifornien. Sie arbeitet an einem Projekt, welches vom amerikanischen Landwirtschaftsministerium gefördert wird. Sie nennt es „Boys Only“. In ihrem Labor will sie einen Zuchtbullen herstellen, der nur männliche Nachkommen erzeugen kann. Und falls es sich doch um Samenzellen mit zwei XX Chromosomen handelt, hat er ein aus Bullenhautzellen hergestelltes SRY Gen in seinem Erbgut, der den weiblichen Embryo veranlasst, männlich zu werden. Man ist vor allem an einem größeren Muskelwachstum interessiert. Deshalb sollen weibliche Tiere phänotypisch einem Bullen gleichen. All inklusive – sozusagen, nur dass die Male-like Tiere keine Samenzellen produzieren können, was sie nicht automatisch zum Ochsen machen, weil diese durch eine manuelle Kastration bedingt - keine Samenzellen mehr herstellen können. Die so erzeugten Tiere produzieren ein besseres Fleisch, wachsen schneller und sorgen für einen erhöhten Umsatz. Und all das in kürzester Zeit.
Die Genetikerin Allison sieht die unvorstellbaren Vorteile, welche uns CRISPR in der Tierzucht bieten.  Durch sie erhalten wir größere und bessere landwirtschaftliche Nutztiere.
Das Geschlecht ihrer Terminator-Tiere umzuändern, ist nur der Anfang. Jeder, der mit der Genetikerin zu tun hat, wird unweigerlich ihre Ansicht über die Sicherheit von Monsantos Sojabohnen - und all den anderen Errungenschaften moderner Biotechnologien- zu hören bekommen. (3)
Andere Biotechfirmen haben sich auf Gene spezialisiert, die für das Hornwachstum verantwortlich sind. Ohne sie hätten Jungtiere weniger zu leiden, weil wir nicht mehr ihre Hörner entfernen müssen. Dass ein Kalb selten Schmerz empfindet, wenn nicht vaskularisiertes Gewebe - wie Hörner- abgetrennt wird, ist dabei nicht relevant. Oder leiden wir, wenn wir uns unsere Nägel schneiden?
„Wir zeigen die bessere Seite der gentechnischen Manipulationen“, behauptet Tammy Lee, Geschäftsführer von Recombinetics gegenüber der New York Post.(4)
Kälber ohne Hörner, um nicht zu sagen -die hornlosen Hornochsen-, sind zur Zeit auf dem Gelände der Universität von Kalifornien in Davis zu bewundern. Auch plant man Gene zu editieren, die verhindern, dass Schweine geschlechtsreif werden. Dann wäre auch die inhumane Kastration von Ebern -die zudem ohne Schmerzmittel stattfindet, damit der Ebergeruch nicht auf das Fleisch übergeht-  hinfällig.
Aber eigentlich kastriert man Mastschweine schon im Ferkelalter. Dass wir einen Eber kastrieren und dann der Tierarzt die Hoden verspeist, gehört eigentlich ins tiefste Mittelalter. Zumindest liegt es so weit zurück, als dieser Beruf noch eine Männerdomäne war.
Fest steht, Recombinetics (eine US-Firma, die Gentechnik in der Viehzucht vorantriebt) möchte nicht die Akzeptanz ihrer Verfahren schmälern. So pocht sie darauf, ihre Ware nicht kennzeichnen zu müssen, damit niemand ihr Herstellungsverfahren in Frage stellt. <Nur dann kann man Genforschung nutzen, um größere Gewinne zu erzielen>, behauptet sie.
Eine Geneditierung wird momentan nicht vom U.S.-Landwirtschaftsamt (USDA) reguliert. Natürlich kann man so eine Nahrung nicht als ein organisch hergestelltes Lebensmittel bezeichnen. Im März 2018 entschied sich das Amt, gar keine Kennzeichnung anzubringen. Nicht einmal der Aufdruck CRISPR-Edited ist notwendig, weil sonst eine Innovation des Lebensmittels gefährdet sein könnte. Und man will doch nicht hinter die Forschung anderer Länder zurückfallen. Es handelt sich dabei um ein Argument, welches immer beeindruckt. Die USA benutzte es in allen reproduktiven Techniken, die mit der Verbesserung von Pflanzen, Tieren und Menschen sowie deren Embryonen... zu tun hatte.
Viele sehen CRISPR als ein Verfahren an, das unsere Lebensmittelherstellung revolutionieren wird. Dies liegt vor allem an der lockeren Regulierung, der adäquaten Zugänglichkeit und den schnellen Resultaten, die wir mit der Anwendung von einer Geneditierung haben.
Die Europäische-Union möchte dennoch, dass geneditierte Lebensmittel genauso gekennzeichnet werden wie genetisch modifizierte Organismen. Jaydee Hanson, Sprecher des Zentrums für Lebensmittelsicherheit, bemerkt dazu:
„Dies ist die neue Art der Gentechnik, unabhängig davon, ob sie es als transgen [GMO] oder eine Gen-Editierung bezeichnen. Es muss angemessen reguliert werden. Wir sagen nicht, dass die Herstellung gestoppt werden sollte – Der Verbraucher sollte wissen, wie die Ware produziert wurde.“
Niemand kennt die gesundheitlichen Auswirkungen des Verzehrs von geneditierten Lebensmitteln. In einem Interview mit GM-Watch erklärte der in London ansässige Molekulargenetiker Michael Antoniou: „Durch eine genetische Bearbeitung können signifikante Veränderungen sowohl im landwirtschaftlichen, als auch im medizinischen Bereich auftreten. Dies macht langfristige Sicherheits- und Toxizitätsstudien unabdingbar.
Viele der durch Genomeditierung hervorgerufenen Off-Target-Mutationen werden wahrscheinlich hinsichtlich eventueller Auswirkungen auf die Genfunktion gutartig sein. Einige jedoch nicht. Entscheidend ist, dass ihre Wirkung in einem bereits vermarkteten pflanzlichen oder tierischen Endprodukt vorhanden sein kann.
Hinzu kommt, dass Veränderungen aufgrund einer Genom-Editing-Technik vererbt werden. Wir erkennen sie somit nicht sofort. Es ist daher immer noch erforderlich, langfristige Toxizitätsstudien in etablierten Tiermodellsystemen durchzuführen. Solange diese Studien nicht vorliegen, ist die Behauptung, eine Genomeditierung sei sicher, präzise und vorhersehbar, schlichtweg falsch."
Inzwischen wissen wir von vielen CRISPR bedingten Off-Target-Mutationen, die wahrscheinlich Krebs verursachen. Daran beteiligt ist mit großer Wahrscheinlichkeit das sogenannte p53 Gen, welches durch die Methode geschädigt werden kann und für die Entstehung von: Eierstock-, Darm-, Lungen-, Pankreas-, Magen-, Brust-, und Leberkrebs verantwortlich ist.
Das Argument für den Gebrauch von geneditierten Lebensmitteln ist, dass sie keine fremden Gene eingebaut haben, sondern es sich nur um eine Anpassung in der bereits vorhandene DNA handelt. Aber ist ein Stück Fleisch von einem so mutiertem Schwein -mit zusätzlichen Muskeln und Wirbeln-dasselbe wie Fleisch von einem Wildschwein?
Die US-Amerikanische Food and Drug Administration (FDA) schlug vor, Tiere mit editierter oder manipulierter DNA als Arzneimittel zu klassifizieren, was zweifelsohne zu einem Rückschlag des gesamten geneditierenden Verfahrens führen würde. Dennoch befinden wir uns in einer völlig neuen Welt, welche die Nahrungsmittelproduktion vollkommen verwandelt hat.
So schulden wir es dem Verbraucher, darüber informiert zu sein, was er auf seinem Teller hat. Nur dann kann er eine fundierte Entscheidung treffen, ob er genetisch editierte  Lebensmittel konsumieren möchte. Ohne ein Etikett mischen sich solch hergestellte Lebensmittel, wenn sie denn auf den Markt kommen, direkt in die Lebensmittelkette. So ist es zumindest bei GMO Produkten der Fall gewesen.
Weil eine genetische Veränderung dauerhaft ist und an neue Generationen weitergegeben wird, ist große Vorsicht geboten.
Während solche technologischen Fortschritte durchaus erforscht werden sollen, sollte dies trotzdem mit einer vollständigen Transparenz gegenüber dem Verbraucher geschehen. Auch muss man wissen, dass, falls alterierte DNA in unser Ökosystem gelangt, die Folgen katastrophal sein werden.(5)
So gesehen kann sich heute jeder ein relativ billiges CRISPR-Kid kaufen und damit z.B. von seinem Garten aus unsere Bienen (Pollinatoren) steril machen, auch wenn man eigentlich vorhatte, Zika-Viren tragende Mücken außer Gefecht zu setzen.
Dies alles ist kein Sciencefiction, sondern Realität. Wir sind vor allem in diese Lage gekommen, weil die Bioethik einer schnell voranschreitenden Biotechnologie hinterherhinkt und so keine Gesetzesvorgaben oder eine moralische Autorität vorhanden sind, die uns Einhalt in unserem Tun gebieten.


[1] Qian L et al.: Targetd mutations in myostatin by zinc-finger nuclease in double-muscled phenotype in Meishan pigs. Scientific Reports, 25. Sept 32015
[2] Rana P. und Craymer L.: Big Tongues and extra vertebrae: The unintended conseauences of anima gene editing. The Wall Street Journal, 14. December 2018
[3] Rosenblum A.: Meet the woman using CRISPR to breed all-male terminator Cattle. Gen editing can change an anima’s sex. MIT Technology Review, 10 Jan. 2018
[4] Assoc. Press. Gene-editing could create bigger, better farm animals. New York Post, 15. November 2018
[5] Mercola J.: Genetic Editing of Animals has horrible side effects. Mercola, 12. März 2019

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