Forschende bedienen sich immer häufiger am Genome-Editing, einer neuen Art der Gentechnik. Neben den Möglichkeiten, die DNA des Lebens zu verändern, treten vor allem ethische Fragen auf. Von Maj Pegelow.
Designerbabys und Nutzpflanzen mit immer mehr Ertrag – die Möglichkeiten rund um das Thema Gentechnik lösen teilweise gemischte Gefühle aus. Seit der Erfindung des sogenannten Genome-Editings ist das Eingreifen und die damit verbundene minimale Veränderung des Genoms bei Pflanzen, Menschen und Tieren mehr als nur eine reine Vorstellung von Wissenschaftler*innen. Die wohl bekannteste Verfahrensweise des Genome-Editings ist die CRISPR/Cas9-Methode. Sie ist zu einer anerkannten Technik geworden, um beispielsweise Pflanzen ertragreicher zu machen. Ziel von Wissenschaftler*innen ist es, zukünftig auch Gentherapien beim Menschen zu ermöglich. Das Verfahren bringt jedoch auch weitreichende ethische Diskussionen mit sich – nicht nur was den Menschen betrifft.
Seit Menschengedenken werden Pflanzen und Tiere so gezüchtet, dass sie für uns den größtmöglichen Nutzen haben: Pflanzen sollen viel Ertrag bringen, einen aufeinander abgestimmten Reifeprozess haben und, seit dem Einsatz von Herbiziden, auch resistent gegen Giftstoffe sein. Auch „Nutztiere“ wurden im Laufe der Zeit so gezüchtet, dass sie dem Menschen möglichst viel Nahrung einbringen. Das sind beispielsweise Rinder, die viel Fleisch haben, viel Milch geben und besonders zahm sind. Die Mutationen im Genom, die zur Optimierung führten, waren dabei zufällig. Man wartete auf eine Mutation, die dem Menschen nutzen würde.
Seit den 70er Jahren setzt man nicht mehr nur auf Optimierung durch zufällige Mutationen, sondern es werden bereits bekannte Gene in Pflanzenzellen katapultiert. Züchter*innen hoffen, dass sich das Gen an einer Stelle einpflanzt, gleichzeitig aber keinen Einfluss auf das Wachstum und die positiven Eigenschaften der Pflanze hat. So entstehen gentechnisch veränderte Pflanzen. Die noch neuere biotechnologische Methode des Genome-Editings bedient sich wiederum keiner fremden DNA, ihr reicht das Genom der zu verändernden Pflanze.
Hier unterscheidet sich die neue von der klassischen Gentechnik. „Die Anwendung von CRISPR/Cas9 kann man nicht mit der klassischen Gentechnik gleichsetzen, denn es werden meistens keine neuen Gensequenzen in Pflanzen eingeführt“, sagt Reinhard Kunze. Er arbeitet als Professor für molekulare Pflanzengenetik am Institut für Biologie der FU. Anders als in der klassischen Gentechnik sieht man einem Gen, das punktuell verändert ist, nicht an, wie diese Veränderung entstanden ist. Wenn mit CRISPR/Cas9 keine fremde DNA in die Pflanze eingeschleust wird, kann man die Veränderung nicht von einer zufälligen Mutation unterscheiden.
CRISPR/Cas9 kann in der Zelle ein Gen an- oder ausschalten, hinzufügen oder entfernen. Anders als bei der klassischen Gentechnik wirkt das Teilchen nicht an einer willkürlichen Stelle im Genom: An der Genschere befindet sich die sogenannte guide RNA, die den CRISPR/Cas9-Komplex zu der Stelle leitet, an der er schneiden soll. Die DNA repariert sich nach dem Schnitt selbstständig und es kommt zu Veränderungen in diesem Gen. Forscher*innen setzen hier auf zelleigene Reparaturmechanismen, bei denen DNA-Bausteine verloren gehen können oder sich das Genom falsch zusammenbaut, sodass Gene nicht mehr abgelesen werden können. Das Gen kann sich aber auch so leicht verändert zusammensetzen, dass sich nur ein einzelnes Basenpaar austauscht. Dadurch entsteht eine Punktmutation, die weitere Stoffwechselprozesse der Pflanze verändert.
Südamerikanische Landwirt*innen bauen seit 2015 Raps an, der durch CRISPR/Cas9 resistent gegen Herbizide ist. In den USA führte der Einsatz dieser Methode zu besonders hohem Ertrag bei Sojabohnen. Diese Pflanzen werden in den Ländern jedoch nicht als gentechnisch verändert gekennzeichnet – anders als in der EU.
„Mit CRISPR/Cas9 ist es erstmals technisch möglich geworden, mit relativ wenig Aufwand an einer ganz bestimmten Stelle im Genom eine gezielte Veränderung herbeizuführen. Damit eröffneten sich ganz neue Möglichkeiten“, sagt Kunze. Man könne Pflanzen so beispielsweise hitzetoleranter oder weniger anfällig für Wasserstress und manche Krankheitserreger machen. Dass es durch Optimierung der Nutzpflanzen möglich sei, die Schäden des Klimawandels für den Menschen zu minimieren, sei aber eine Hausnummer zu hoch gedacht. „Ich kann nicht den ganzen Stoffwechsel der Pflanze verändern“, sagt der Biologe.
Besonders intelligente, der Natur überlegene Menschen zu schaffen, bleibt vorerst eine Utopie. Annett Wienmeister, wissenschaftliche Mitarbeiterin am Institut für Philosophie der FU, betont: „Oft wird davon gesprochen, als könnten wir sämtliche Anwendungen des Genome Editings am Menschen bereits durchführen und müssten uns jetzt nur noch fragen, ob und unter welchen Bedingungen wir die Technologie einsetzen wollen. Das ist nicht der Fall.“ Die Forschung sei erst ganz am Anfang.
In Deutschland sind Versuche an Embryonen aufgrund des Embryonenschutzgesetzes bislang nicht erlaubt – anders als zum Beispiel in Großbritannien. Dies führe in Deutschland aber nicht unbedingt zu einem generellen Forschungsrückstand. Wienmeister erläutert: „Es kann ja sein, dass sich ein Land dazu entscheidet, spezifische Anwendungen der CRISPR/Cas9-Technologie nicht weiter zu erforschen. Dafür wird nach Alternativen gesucht und es entsteht in einem anderen Bereich ein technischer Fortschritt.“ Wenn es um den technischen Fortschritt gehe, seien Diskussionen um die ethische Vertretbarkeit unumgehbar. „Zu denken, „wenn wir es nicht tun, tun es halt die anderen“, macht aus einer als problematisch befundenen Anwendung einer Technologie noch keine ethisch vertretbare.“
Es gibt zwei Bereiche, in denen der Einsatz des CRISPR/Cas9-Systems am Menschen erforscht wird: die Therapie an Zellen im menschlichen Körper und an Zellen der Keimbahn. Das sind diejenigen Zellen, die in der Entwicklung des Menschen eigene Keimzellen, nämlich Eizellen und Spermien, bilden, die wiederum an die nächste Generation weitergegeben werden. An ihnen genetische Veränderungen vorzunehmen, sei in der Wissenschaftswelt heftig umstritten, so Wienmeister.
Wissenschaftler*innen erforschen beispielsweise Therapien, die gegen Krankheiten wie Krebs helfen. Im Optimalfall sollen Krebszellen so verändert werden, dass sie sich nicht weiter vermehren können. Mit dem jetzigen Wissensstand kann die CRISPR/Cas9-Methode allerdings noch keine Heilung garantieren. Sogenannte Off-target-Effekte, also das Einwirken auf eine nicht angezielte Stelle im Genom, könnten sogar noch andere Arten von Krebs hervorrufen. Bei der Keimzell-Therapie wird vor allem untersucht, wie Gensequenzen, die für Erbkrankheiten verantwortlich sind, entfernt werden können, sodass diese nicht an die folgenden Generationen weitervererbt werden.
„Ich glaube, dass es möglich ist, die Vermeidung von schweren Krankheiten ganz allgemein als positiv zu werten, ohne gleichzeitig Personen, die mit der Erkrankung leben, in ihrem Wert zu beurteilen“, so Wienmeister. „In den Debatten um das Thema Genome-Editing werden die Betroffenen leider zu wenig selber mit einbezogen. Somit wird nicht mit ihnen, sondern über sie gesprochen.“ Um die vielfältigen Bedürfnisse von Menschen besser zu verstehen, müsse man ihnen mehr zuhören. Mithilfe einer öffentlichen Ethik-Lernplattform möchte Annett Wienmeister mit ihren Mitherausgeber*innen die Diskussion um die komplexen technischen und ethischen Aspekte des Genome-Editings für alle zugänglich machen. „Wir möchten ermöglichen, dass sich jede*r Bürger*in eigenständig und relativ ergebnisoffen in die Lage bringen kann, ein ethisches Urteil zu Genome-Editing zu fällen.“
In Zukunft wird es zwingend nötig sein, die Chancen und Risiken des Genome-Editings immer wieder abzuwägen – für Pflanzen, Tiere und auch Menschen. Die möglichen Auswirkungen müssen vor jedem möglichen Einsatzfall neu geprüft und diskutiert werden.
Die Online-Lernplattform zum Thema Genome-Editing ist hier zu finden: https://userblogs.fu-berlin.de/genome-editing/
