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„GE Insects“ steht für „Genetically Engineered Insects“ oder auf Deutsch „genetisch veränderte Insekten“
Das DARPA-Programm „Insect Allies“ plant nun, Insekten zur Verbreitung infektiöser GE-Viren einzusetzen, die zur Veränderung der Chromosomen in Pflanzen entwickelt wurden.
GESCHICHTE AUF EINEN BLICK
- Wissenschaftler und Rechtsgelehrte bezweifeln die Sinnhaftigkeit des Einsatzes von Insekten zur Verbreitung infektiöser GE-Viren, die zur Veränderung der Chromosomen in Pflanzen entwickelt wurden, und warnen davor, dass diese Technologie sehr leicht als Waffe eingesetzt werden könnte
- Dieses DARPA-Programm ist das erste, das die Entwicklung von viralen, horizontalen, umweltbedingten Genveränderungsmitteln vorschlägt und finanziert, die in der Lage sind, Gentechnik in der Umwelt durchzuführen
- Das 27-Millionen-Dollar-Projekt mit dem Namen „Insect Allies“ (Insektenverbündete) versucht, die natürliche Fähigkeit von Insekten zu nutzen, Pflanzenkrankheiten zu verbreiten, aber anstatt Krankheiten zu übertragen, würden sie pflanzenschützende Eigenschaften verbreiten
- In der Stellungnahme „Agricultural Research, or a New Bioweapon System?“ (Agrarforschung oder ein neues Biowaffensystem?) wird argumentiert, dass, wenn die Veränderung von Pflanzen wirklich das ultimative Ziel wäre, ein viel einfacheres und gezielteres landwirtschaftliches Trägersystem verwendet werden könnte
- Es gibt auch ernsthafte Bedenken hinsichtlich der Auswirkungen auf die Umwelt, da die Verbreitung der Insekten nicht kontrolliert werden kann. Es wäre auch unmöglich zu verhindern, dass die Insekten genetisch veränderte Bio-Pflanzen angreifen
Anmerkung der Redaktion: Dieser Artikel ist ein Nachdruck. Er wurde ursprünglich am 23. Oktober 2018 veröffentlicht.
Die Gentechnik wird heutzutage auf unzählige Arten eingesetzt, obwohl wir nur sehr wenig über die langfristigen Auswirkungen solcher Eingriffe in die natürliche Ordnung wissen.
So plant beispielsweise die Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA), eine Abteilung des US-Verteidigungsministeriums, Insekten einzusetzen, um gentechnisch veränderte Viren in Nutzpflanzen einzuschleusen, mit dem Ziel, die genetischen Eigenschaften der Pflanzen auf dem Feld zu verändern.
Das 27 Millionen Dollar teure DARPA-Projekt mit dem Namen „Insect Allies“ (Insektenverbündete) versucht, die natürliche Fähigkeit von Insekten zur Verbreitung von Pflanzenkrankheiten zu nutzen, wobei sie jedoch keine krankheitsverursachenden Gene, sondern pflanzenschützende Eigenschaften tragen würden. Wie von der Washington Post erklärt:
„Jüngste Fortschritte in der Genbearbeitung, einschließlich des relativ billigen und einfachen Systems CRISPR (für clustered regularly interspaced palindromic repeats), könnten es Forschern ermöglichen, Viren so anzupassen, dass sie ein bestimmtes Ziel in der infizierten Pflanze erreichen.
Das manipulierte Virus könnte bestimmte Gene ein- oder ausschalten, die zum Beispiel die Wachstumsrate einer Pflanze steuern, was bei einer unerwarteten, schweren Dürre nützlich sein könnte.“
Projekt „Insect Allies“ gibt Anlass zur Sorge über den Einsatz von Bioterrorismus
Wissenschaftler und Rechtsgelehrte stellen jedoch die Gründe für den Einsatz von Insekten zur Verbreitung infektiöser GE-Viren in Frage, die zur Veränderung der Chromosomen in Pflanzen entwickelt wurden, und warnen davor, dass diese Technologie sehr leicht als Waffe eingesetzt werden könnte.
Das Meinungspapier „Agricultural Research, or a New Bioweapon System?“, das am 4. Oktober 2018 in der Fachzeitschrift Science veröffentlicht wurde, stellt das Insect Allies-Projekt der DARPA in Frage und sagt, dass es von der internationalen Gemeinschaft als Bedrohung wahrgenommen werden könnte und dass, wenn die Veränderung von Pflanzen wirklich das ultimative Ziel wäre, ein viel einfacheres landwirtschaftliches Trägersystem verwendet werden könnte.
Jason Delborne, außerordentlicher Professor an der North Carolina State University, ist Experte für Gentechnik und ihre Folgen. Er sagte zu Gizmodo:
„Die sozialen, ethischen, politischen und ökologischen Auswirkungen der Herstellung von HEGAAs [horizontale umweltbedingte genetische Veränderungen] sind bedeutend und verdienen die gleiche Aufmerksamkeit wie die Erforschung der wissenschaftlichen Grundlagen der potenziellen Technologie.
Die Autoren argumentieren überzeugend, dass die Festlegung auf Insekten als bevorzugten Verabreichungsmechanismus für HEGAAs durch die Visionen von landwirtschaftlichen Anwendungen kaum gerechtfertigt ist.
Die Infrastruktur und das Fachwissen, die für das Besprühen von landwirtschaftlichen Feldern erforderlich sind, sind – zumindest in den USA – gut etabliert, und dieser Verabreichungsmechanismus würde eine bessere Kontrolle über die potenzielle Ausbreitung von HEGAAs bieten.“
Das Team hat auch eine Website eingerichtet, deren erklärtes Ziel es ist, „einen Beitrag zur Förderung einer informierten und öffentlichen Debatte über diese Art von Technologie zu leisten“. Auf dieser Website finden Sie auch einen Link zum Herunterladen des 38-seitigen DARPA-Arbeitsplans. Die DARPA beharrt indes darauf, dass das Ziel des Projekts ausschließlich der Schutz der amerikanischen Lebensmittelversorgung ist. Ein DARPA-Sprecher sagte gegenüber The Independent:
„Betete Behandlungen sind für die Einführung von Schutzmerkmalen in großem Maßstab unpraktisch und potenziell undurchführbar, wenn die Sprühtechnologie nicht spezifisch auf die erforderlichen Pflanzengewebe zugreifen kann, was ein bekanntes Problem darstellt.
Wenn Insect Allies erfolgreich ist, wird es ein hochspezifisches, effizientes, sicheres und leicht einsetzbares Mittel sein, um vorübergehend schützende Merkmale nur in die gewünschten Pflanzen einzubringen, wobei nur eine minimale Infrastruktur erforderlich ist.“
Auch Wissenschaftler des US-Landwirtschaftsministeriums sind an der Forschung beteiligt, die derzeit auf geschlossene Labors beschränkt ist. Dennoch sind viele von den Behauptungen der DARPA über friedliche Ziele nicht überzeugt.
Die Freisetzung solcher Insekten könnte „die seit langem bestehenden Ängste der Länder verstärken, dass Feinde versuchen könnten, ihre Ernten zu schädigen“, sagt Dr. David Relman, ein ehemaliger Berater des Weißen Hauses für biologische Verteidigung und Professor für Medizin und Mikrobiologie in Stanford. Nach Angaben der Associated Press (AP):
„Guy Reeves, Mitverfasser des Science-Artikels und Biologe am Max-Planck-Institut für Evolutionsbiologie in Deutschland, sagt, die Technologie sei eher als Waffe – zum Töten von Pflanzen – denn als landwirtschaftliches Hilfsmittel denkbar. Daher sagt er, dass die DARPA unabhängig von ihren Absichten eine alarmierende Botschaft aussenden könnte.“
Unvorhergesehene Auswirkungen sind zahlreich
Andere sind besorgt über die Auswirkungen auf die Umwelt, unabhängig davon, ob die an die Pflanzen weitergegebenen genetischen Merkmale als nützlich oder schädlich angesehen werden. Nach Angaben der DARPA würde keines der Insekten länger als zwei Wochen überleben, aber was ist, wenn solche Garantien versagen? Was, wenn die Natur einen Weg findet? In diesem Fall könnte die Verbreitung der Insekten nahezu unbegrenzt sein.
Gregory Kaebnick, Ethiker am Bioethik-Forschungsinstitut Hastings Center in Garrison, New York, erklärte gegenüber der AP, er sei besorgt, dass das Projekt zu einer unvorhergesehenen Umweltzerstörung führen könnte, da die Insekten nach ihrer Freisetzung praktisch nicht mehr auszurotten seien. Wenn sich herausstellt, dass die genetischen Veränderungen, die sie tragen, schädlich sind, gibt es kein Zurück mehr.
Andere wiederum, wie Fred Gould, Entomologe an der North Carolina State University und Vorsitzender eines Ausschusses der Nationalen Akademie der Wissenschaften zu gentechnisch veränderten Lebensmitteln, sind der Ansicht, dass das erklärte Ziel des Projekts, die genetischen Eigenschaften von Pflanzen durch Insekten zu verändern, von vornherein nahezu unmöglich ist.
Die Forschung befindet sich zwar noch in der Anfangsphase, aber es gibt bereits einen Beweis für das Konzept. In einem Test infizierte eine Blattlaus eine reife Maispflanze mit einem gentechnisch veränderten Virus, das ein Gen für Fluoreszenz trägt, wodurch eine fluoreszierende Maispflanze entstand.
Offene wissenschaftliche Debatte ist notwendig
Reeves fragt sich, warum es praktisch keine offene wissenschaftliche Debatte über die Technologie gibt. Laut Reeves, der ein Experte für gentechnisch veränderte Insekten ist, ist das Insect Allies-Projekt „selbst in Fachkreisen weitgehend unbekannt“, was an und für sich schon eine rote Fahne über seine wahren Absichten weckt.
Gegenüber The Independent erklärte er: „Es ist sehr viel einfacher, eine Pflanze durch Gen-Editing abzutöten oder zu sterilisieren, als sie herbizid- oder insektenresistent zu machen.“ Felix Beck, ein Jurist an der Universität Freiburg, fügte hinzu:
„Die ganz offensichtliche Frage, ob die für die Entwicklung ausgewählten Viren zur Übertragung von Pflanze zu Pflanze – und von Pflanze zu Insekt – fähig sein sollten oder nicht, wurde im DARPA-Arbeitsplan überhaupt nicht behandelt.“
Die Wirkungsweise von horizontalen umweltbedingten genetischen Veränderungsmitteln
Wie in dem vorgestellten Papier erläutert, verwendet die DARPA eine Technologie, die als „horizontal environmental genetic alteration agents“ oder HEGAAs bekannt ist. Im Wesentlichen handelt es sich bei HEGAAs um GE-Viren, die in der Lage sind, die Chromosomen einer Zielspezies, sei es eine Pflanze oder ein Tier, zu verändern. Die Spezifität von HEGAAs ist abhängig von:
- Das Spektrum der Arten, die das GE-Virus infizieren kann
- Das Vorhandensein einer bestimmten DNA-Sequenz im Chromosom, das dann infiziert werden kann
Das Bild unten zeigt, wie ein von Insekten verbreitetes virales HEGAA ein bestimmtes Pflanzengen stören würde. Wie auf der Website des Teams vermerkt:
„Das Interesse an gentechnisch veränderten Viren, einschließlich HEGAAs, rührt vor allem von ihrer raschen Wirkungsweise her, da sich Infektionen schnell in Zielpopulationen ausbreiten können. Dieselbe Eigenschaft ist auch ein ernsthaftes Sicherheitsproblem, da es schwer vorhersehbar ist, wohin sich die Viren geografisch ausbreiten oder welche Arten sie schließlich infizieren.
Wahrscheinlich aufgrund der komplexen rechtlichen, biologischen, wirtschaftlichen und gesellschaftlichen Auswirkungen, die berücksichtigt werden müssen, wurden bisher nur wenige Fortschritte in der Frage erzielt, wie gentechnisch veränderte Viren reguliert werden sollten, wenn die Absicht besteht, sie in der Umwelt zu verbreiten. In diesem Zusammenhang hat die DARPA im November 2016 ihr Arbeitsprogramm „Insect Allies“ vorgestellt.“
Das Team weist auch darauf hin, dass die Verwendung von HEGAAs letztlich wahrscheinlich nicht auf die Landwirtschaft beschränkt sein wird. Deshalb ist es so wichtig, eine offene Diskussion über die Technologie, ihre potenziellen Einsatzmöglichkeiten, ihren Missbrauch und ihre Auswirkungen – auch unbeabsichtigte – zu führen.
Im Jahr 2018 wurde in drei wissenschaftlichen Veröffentlichungen die Entwicklung „übertragbarer Impfstoffe“ erörtert, d. h. Impfstoffe, die von Mensch zu Mensch übertragbar wären und daher keine Einzelimpfungen mehr erfordern würden. Solche Produkte würden auch jede Möglichkeit der informierten Zustimmung beseitigen, was ein wirklich großes ethisches Dilemma schafft. In den letzten zehn Jahren haben sich mindestens sieben wissenschaftliche Arbeiten mit übertragbaren Impfstoffen befasst.
Das Team weist auch darauf hin, dass Insekten nicht in der Lage sein werden, zwischen konventionellen Pflanzen und zertifizierten Bio-Pflanzen zu unterscheiden, die keine Gentechnik zulassen. Wie sollen die Biobauern verhindern, dass diese Insektenvektoren ihre Pflanzen verändern? Sie können es nicht, und das könnte die Bio-Branche, wie wir sie kennen, tatsächlich zerstören.
DARPA-Technologie könnte gegen das Übereinkommen über biologische Waffen verstoßen
Nach Angaben der DARPA verstößt die Technologie nicht gegen das Übereinkommen der Vereinten Nationen (UN) über biologische Waffen. Laut dem Science-Artikel könnte sie jedoch gegen die UN-Konvention verstoßen, wenn die Forschung nicht zu rechtfertigen ist. Silja Voeneky, eine Spezialistin für internationales Recht an der Universität Freiburg, sagte gegenüber The Independent:
„Aufgrund des weitreichenden Verbots des Übereinkommens über biologische Waffen muss jede biologische Forschung, die von Belang ist, plausibel als friedlichen Zwecken dienend begründet werden. Das Insect Allies Program könnte als Verstoß gegen die Biowaffenkonvention angesehen werden, wenn die von der DARPA vorgetragenen Beweggründe nicht plausibel sind. Dies gilt insbesondere, wenn man bedenkt, dass diese Art von Technologie leicht für die biologische Kriegsführung eingesetzt werden könnte.“
Das Wissenschaftsteam fordert außerdem mehr Transparenz von der DARPA, um andere Länder davon abzuhalten, diesem Beispiel zu folgen und ähnliche Technologien zur Verteidigung zu entwickeln.
Gene Drive Technology braucht internationale Governance
Simon Terry, geschäftsführender Direktor des neuseeländischen Nachhaltigkeitsrates, fordert, dass die Gentreibertechnologie unter internationale Kontrolle gestellt wird, da diese Art von Technologie eine ganze Spezies in relativ kurzer Zeit unfruchtbar machen kann, je nach Lebenszyklus der Art.
Gene Drive ist eine weitere Anwendung für CRISPR. Kurz gesagt, handelt es sich um eine gentechnische Technologie, die es ermöglicht, eine bestimmte Gruppe von Genen in einer ganzen Population, einschließlich ihrer Nachkommen, zu verbreiten, wodurch die Zukunft einer ganzen Art genetisch verändert werden kann. Gene Drive wurde als Mittel zur Bekämpfung von Schädlingen, einschließlich Moskitos und Opossums, vorgeschlagen.
Es gibt jedoch keine bekannte Möglichkeit, sie zu kontrollieren. So möchte Neuseeland beispielsweise Opossums mit Hilfe des Gentriebs ausrotten, aber es wäre praktisch unmöglich, die Ausbreitung des Gentriebs auf andere Gebiete zu verhindern, und in Australien steht das Opossum unter Artenschutz.
Der Gentrieb wurde auch als Lösung für das Scheunengras in Erwägung gezogen, ein lästiges Unkraut unter australischen Landwirten, aber eine geschätzte Ware in Indien. Ebenso gilt Palmer Amaranth in den USA als Unkraut, ist aber in Mittelamerika, Afrika, Indien und China eine wichtige Nahrungsquelle. Wie Terry feststellte, „kann der Schädling des einen eine begehrte Pflanze oder ein begehrtes Tier des anderen sein“, und es reicht einfach nicht aus, nationale Vorschriften für eine Technologie zu schaffen, die eine ganze Art weltweit auslöschen kann.
Sollten wir Technologien einsetzen, die ganze Arten ausrotten können?
In einem Bericht von 2016 erörterte das Institute of Science in Society (ISIS) die Schaffung von transgenen Moskitos, die Gene gegen einen Malariaerreger tragen. Mithilfe von CRISPR/Cas9 wurde ein Gene Drive geschaffen, der praktisch alle Nachkommen der männlichen transgenen Moskitos zu Trägern dieses Antimalaria-Gens macht. Es stellte sich jedoch heraus, dass das Transgen in weiblichen Moskitos instabil ist, und es wurden auch wichtige Sicherheitsfragen aufgeworfen, darunter:
- Inwieweit könnten Kreuzungen oder horizontaler Gentransfer es einem Trieb ermöglichen, über die Zielpopulationen hinauszugehen?
- Wie lange könnte ein horizontaler Gentransfer es einem Trieb ermöglichen, sich über die Zielpopulationen hinaus zu bewegen?
- Ist es möglich, dass sich ein Gentrieb so entwickelt, dass er in einer Nicht-Zielpopulation wieder Antriebsfähigkeiten erlangt?
Laut ISIS ist die Beantwortung dieser Fragen „angesichts der Instabilität des Gentriebs in transgenen weiblichen Stechmücken von entscheidender Bedeutung“. Wie in dem Bericht erwähnt:
„Wenn diese Weibchen Tiere, einschließlich Menschen, beißen, besteht in der Tat die Möglichkeit eines horizontalen Gentransfers von Teilen oder des gesamten Gen-Antriebskonstrukts mit potenziell schwerwiegenden Auswirkungen auf die Gesundheit von Tier und Mensch.
Die Cas9-Nuklease könnte sich zufällig oder auf andere Weise in das Wirtsgenom einfügen und eine Insertionsmutagenese verursachen, die Krebs auslösen oder dominante Viren aktivieren könnte …
Und schließlich sind die ökologischen Risiken von Gene Drives enorm … Da der Gene Drive im Prinzip zum Aussterben einer Art führen kann, könnte dies sowohl die Art in ihrem heimischen Lebensraum betreffen als auch dort, wo sie als invasiv gilt. Im Gegensatz zur konventionellen biologischen Schädlingsbekämpfung, die lokal angewendet werden kann, gibt es keine Möglichkeit, den Genfluss zu kontrollieren …
Da der CRISPR/Cas-Genantrieb in dem mutierten Stamm nach seiner Erzeugung voll funktionsfähig bleibt, besteht auch weiterhin die Möglichkeit von Off-Target-Mutationen, und die Wahrscheinlichkeit steigt mit jeder Generation.
Wenn das Risiko eines Genflusses zwischen der Zielspezies und anderen Spezies besteht, dann besteht auch das Risiko, dass die veränderte Sequenz übertragen wird und sich die nachteilige Eigenschaft in Nicht-Zielorganismen manifestiert.“ (In diesem Kommentar wurde der horizontale Genfluss noch nicht einmal ansatzweise berücksichtigt, der die Risiken um ein Vielfaches erhöhen würde.)“
DARPA schiebt Bedenken beiseite
James Stack, Pflanzenpathologe an der Kansas State University und Mitglied des Beratungsgremiums des DARPA-Projekts „Insect Allies“, hält die im Science-Artikel geäußerten Bedenken für unbegründet. Er sagte der Washington Post:
„Ich verstehe das Ausmaß an Besorgnis nicht, das in diesem Papier geäußert wird, und die DARPA vorschnell zu beschuldigen, dies als Vorwand für die Entwicklung biologischer Waffen zu nutzen, ist ungeheuerlich.
Das Leben birgt Risiken, und man muss nur gut damit umgehen. Und ich denke, dass die zunehmende Überbevölkerung auf unserem Planeten die Anforderungen an unsere Nahrungs- und Wassersysteme erhöhen wird. Wir werden alle Werkzeuge brauchen, die uns zur Verfügung stehen.“
Leider hat die jüngste Geschichte gezeigt, dass wir mit diesen vom Menschen verursachten Risiken nicht besonders gut umgehen können. Man denke nur an Roundup-resistente GVO-Lebensmittel oder an die Strahlung elektromagnetischer Felder von Mobiltelefonen und drahtlosen Technologien, die beide seit ihrer Einführung nachweislich erhebliche Gesundheits- und Umweltprobleme verursachen.
Es gibt so gut wie keine Anhaltspunkte dafür, dass die Menschheit die potenziellen Folgen ihres technologischen Fortschritts gut vorhersagen kann, so dass es äußerst töricht erscheint, genverändernde Technologien freizusetzen, die nicht zurückgenommen oder rückgängig gemacht werden können. Wie bereits erwähnt, könnte sich das Projekt Insect Allies besonders nachteilig auf die biologische und biodynamische Landwirtschaft auswirken, da es völlig unmöglich wäre zu verhindern, dass diese genverändernden Insektenvektoren biologische Kulturen befallen.
Quellen:
- 1, 2, 11, 19 Washington Post October 4, 2018
- 3, 7 Gizmodo October 4, 2018
- 4, 10 Associated Press October 4, 2018
- 5, 17 New Scientist October 5, 2018
- 6 Science October 5, 2018; 362(6410): 35-37
- 8 web.evolbio.mpg.de
- 9, 12, 13, 14 Independent October 4, 2018
- 15 RNZ July 30, 2018
- 16 Radionz.co.nz July 30, 2018
- 18 Institute of Science in Society January 12, 2016