In 1973 deden Stanley Cohen en Herbert Boyer van Stanford University en van de University of California in Berkeley de eerste succesvolle recombinant-DNA experimenten met de bacterie Escherichia coli. Door genetisch ‘knip- en plakwerk’ hebben ze deze E. coli, een bacterie die in onze darmen voorkomt, resistent gemaakt tegen twee antibiotica, te weten tetracycline en kanamycine.
Hans Tramper is emeritus-hoogleraar Bioprocestechnologie Wageningen Universiteit en reflecteert in een aantal essays op de geschiedenis van zijn vakgebied. Zijn stukken werden tot nu toe gepubliceerd op 18 juni, 30 juni, 11 juli, 22 juli, 19 augustus, 10 september en 21 september 2018.
De eerste successen
In diezelfde tijd modificeerde de collega van Cohen en Boyer, en latere Nobelprijswinnaar Paul Berg (ook Stanford University) het erfelijk materiaal van dezelfde bacteriestam met een stukje DNA van een kankerverwekkend virus. Deze voorbeelden waren nou niet bepaald geschikt om er tegenstanders van deze spectaculaire nieuwe technologie mee van gedachten te laten veranderen. In 1975 werden tijdens de Asilomar-conferentie richtlijnen voor veilig experimenteren vastgesteld en sindsdien heeft het onderzoek op dit gebied een grote vlucht genomen.
De recombinant-DNA technologie
Bij de recombinant-DNA (rDNA) technologie worden veranderingen aangebracht in de erfelijke (genetische) eigenschappen van een organisme. Bij rDNA-technologie spelen plasmiden een belangrijke rol. Een plasmide is een stabiel, opzichzelfstaand, meestal cirkelvormig stukje DNA, dat zichzelf kan vermeerderen in een gastheercel. Het is dus geen onderdeel van het genoom van een cel. Plasmiden staan erom bekend dat ze resistentie tegen antibiotica kunnen overdragen, doordat ze gemakkelijk van de ene cel naar de andere overgaan. En dat is precies wat Boyer en Cohen met hun eerste succesvolle rDNA-experimenten gedaan hebben. Ze zijn uitgegaan van een plasmide met een gen dat resistentie tegen het antibioticum tetracycline veroorzaakt. Aan dit plasmide hebben ze met moleculairbiologisch ‘knip- en plakwerk’ een nieuw gen toegevoegd dat codeert voor resistentie tegen het antibioticum kanamycine. Dit recombinante plasmide hebben ze laten opnemen door E. coli cellen. Deze bacterie bleek daarna resistent geworden tegen zowel tetracycline als kanamycine. Beide genen waren dus tot expressie gebracht door de ‘recombinante’ cellen, het bewijs dat hun experiment geslaagd was.
Zeven jaar later kwamen de eerste twee genproducten op de markt, beide eiwitten gemaakt met behulp van een recombinante E. coli stam waarin het overeenkomstige coderende soortvreemde gen was ingebracht. Als eerste in 1982 een recombinant-virusvaccin tegen varkensdiarree in Nederland en een paar maanden later recombinant menselijk insuline in de VS en Duitsland. Jarenlang hebben diabetici een soort insuline afgeleid van varkensinsuline als geneesmiddel gebruikt. Dat medicijn was niet vrij van bijwerkingen. In 1983 bracht het Amerikaanse bedrijf Eli Lilly menselijk insuline als alternatief op de markt. Ze maakten dat en doen dat nog steeds met de genetisch gemodificeerde darmbacterie Escherichia coli. Met recombinant-DNA technologie is aan het DNA van deze bacterie het menselijk gen toegevoegd dat er bij de gezonden onder ons voor zorgt dat wij voldoende insuline in ons lichaam maken. Met deze recombinante E. coli kunnen tegen concurrerende prijzen grote hoeveelheden zeer zuiver menselijk insuline gemaakt worden. In vergelijking met het oude aangepaste varkensinsuline heeft dit recombinante menselijk insuline nauwelijks bijwerkingen voor diabetici. Het op de markt verschijnen van recombinantinsuline wakkerde ogenblikkelijk een heftige discussie aan tussen voor- en tegenstanders van gentechnologie. Het Duitse Hoechst had gelijktijdig een gelijksoortig commercieel proces ontwikkeld, maar kreeg onder druk van de Groenen pas na ruim tien jaar getouwtrek toestemming van de Duitse regering om te produceren. De Groenen en andere milieugroeperingen hadden voor een zeer restrictieve Duitse wetgeving met betrekking tot gentechnologie gezorgd, uit angst voor onherstelbare schade aan milieu en gezondheid. De Duitse diabetici stonden er echter op dat ze ook direct moesten kunnen beschikken over dit mooie nieuwe geneesmiddel. Daardoor ontstond de hypocriete situatie dat in eigen land produceren verboden was, terwijl tegelijkertijd het product wel ingevoerd en op de markt gebracht werd.
Uit het oogpunt van maakbaarheid van leven kunnen we concluderen dat het aantal mensen dat wereldwijd baat heeft bij dit recombinante geneesmiddel in de honderden miljoenen loopt. Dit kan niet vaak genoeg herhaald worden in alle mogelijke media. Wereldwijd lijden meer dan 400 miljoen mensen aan diabetes en dat aantal neemt schrikbarend snel toe met de tegenwoordige ‘obesitas epidemie’ als oorzakelijk verband. Dit recombinante product en het fabricatieproces zijn inmiddels volstrekt veilig gebleken. In feite geldt dit voor alle genproducten en het maken ervan. Toch is de discussie over de gentechnologie en haar producten na 1983 nooit meer opgehouden.
Vallen en opstaan
Voordat de eerste recombinant-DNA experimenten daadwerkelijk in 1973 plaatsvonden was er al een discussie over het al dan niet gewenst zijn van genetische manipulatie – toentertijd was deze term nog zonder negatieve connotatie. Deze experimenten bewezen dat de genetische eigenschapen van organismen gericht veranderd kunnen worden en dat inzicht opende de weg naar een ondenkbaar aantal toepassingsmogelijkheden waarvan de impact niet te voorspellen was. De betrokken wetenschappers riepen op tot een vrijwillig moratorium om alle denkbare consequenties in detail te bestuderen, te bespreken met alle belanghebbenden en richtlijnen op te stellen om de recombinant-DNA technologie, tegenwoordig meestal gentechnologie genoemd of kortweg gentech, veilig verder te kunnen ontwikkelen en implementeren. Tijdens de eerdergenoemde Asilomar conferentie in 1975 werden deze opgesteld en de gentechnologie nam een vlucht. De veiligheidsregels werden geïmplementeerd en blijken te werken zoals is gebleken uit vele studies en metastudies, bijvoorbeeld het invloedrijke rapport A Decade of EU-funded GMO Research uit 2010 van de Europese Commissie: ‘The main conclusion to be drawn from the efforts of more than 130 projects, covering a period of more than 25 years of research, and involving more than 500 independent research groups, is that biotechnology, and in particular GMOs, are not per se more risky than e.g. conventional plant breeding technologies.’ Veertig jaar later, in 2015, met vele toepassingen geïmplementeerd en nog meer in de pijplijn, ligt er opnieuw een oproep tot een vrijwillig moratorium. De geschiedenis herhaalt zich. Hoe is het zover gekomen?
De boven besproken verbeten discussie over recombinantinsuline ontaardde in een loopgravenoorlog toen internationale antibiotechnologie-bewegingen als Greenpeace en Friends of the Earth zich in de strijd wierpen. In de jaren ’90 richtten die hoe langer hoe meer hun pijlen op transgene gewassen. Met vergaande gevolgen voor de EU: nog altijd een vrijwel volledige ban op alle genetisch gemodificeerde gewassen; op basis van angst, een wetenschappelijke onderbouwing ontbreekt. Die angst heeft ook veel ontwikkelingslanden geïnfecteerd. Het deelt de wereld in tweeën: landen waar het landbouwareaal beplant met genetisch gemodificeerde gewassen al jaren groeit, zoals Noord- en Zuid-Amerika, en landen waar er een ban op is, met name de EU-landen en veel ontwikkelingslanden in Afrika en Azië. In 2010 leek door het bovengenoemde EC-rapport zich een kentering af te tekenen. In 2012 werd die echter door een inmiddels beruchte en heftig omstreden publicatie van de Franse activist Gilles-Éric Séralini volledig platgelegd. Deze hoogleraar biologie aan de Universiteit van Caen beweert in dit artikel dat ratten tumoren krijgen als ze met genetisch gemodificeerde, herbicidetolerante (Roundup Ready) mais gevoerd worden. Er ontstond grote commotie over en het tijdschrift trok de publicatie in. De discussie ging daarna vooral over of dit al dan niet terecht was. Het verscheen opnieuw in een ander tijdschrift en de antibiotechnologie-bewegingen gebruiken de gewraakte Séralini resultaten te pas en te onpas. Drie recente Europese studies laten echter klip-en-klaar zien dat Séralini’s resultaten niet deugen.
Interessant? Lees dan ook:
Genetische modificatie: groeiende kloof tussen publieke perceptie en industriële praktijk
Genetische manipulatie goed voor duurzaamheid
Genetische modificatie van menselijke embryo’s?