Wat is moderne biotech?

Biotechnologie, dat is technologie die je gebruikt om met behulp van biologische processen producten te maken. Dat klinkt ingewikkeld, maar dat doen mensen toch al heel lang. Denk maar aan kaas of bier maken: gisten en schimmels worden daarbij ingezet om precies die smaak aan de brie of de trappist te krijgen, die we zo lekker vinden. Of aan het antibioticum penicilline, dat oorspronkelijk werd gemaakt uit de schimmel penicillium notatum.

Copyright, Wikimedia Commons, Nogas1974 via CC BY-SA 4.0

Het inzetten van biologische processen om meer, beter of smakelijker voedsel te krijgen, of om ziektes te bestrijden, is al minimaal zo oud als de landbouw. Door fokken hebben we onze boerderijdieren zo gekweekt, dat de opbrengsten zo hoog mogelijk zijn en de uitval door ziekten minimaal. We hebben als mens onszelf zelfs een huisdier in allerlei verschijningsvormen cadeau gedaan, die wat beter luisterde dan de wolf waar hij vanaf stamt, en voor verschillende doeleinden kon worden ingezet. Door plantveredeling hebben we de opbrengst van gewassen sterk weten te vergroten. De invloed van biotechnologie in ziektebestrijding en –voorkoming is onuitwisbaar. En voor tal van gebruiksproducten worden de grondstoffen geleverd vanuit planten en dieren – waar die planten en dieren door veredelen en fokken optimaal voor worden gemaakt. Plastic uit aardappelzetmeel is een moderne variant, maar schapen die extra veel wol hebben, veredelde bomen voor een zo groot mogelijke houtproductie… dat kennen we al langer.

Snelle ontwikkeling

De biotechnologie van nu ziet er niet meer helemaal zo uit als de afgelopen duizenden jaren. De mogelijkheden om in te grijpen in onze eigen biologische processen nemen toe, en de snelheid waarmee die mogelijkheden toenemen, wordt op zijn beurt ook steeds groter. Het gaat sinds de eeuwwisseling zo hard, dat van problemen op het terrein van ziektes, voedselproductie en duurzaamheid die lang onoplosbaar leken, nu een oplossing in zicht komt. Maar het gaat óók zo hard, dat we soms ook afvragen ‘gaat het niet té hard?’ Willen we een bepaalde ontwikkeling wel? Welke risico’s lopen we, als we gaan sleutelen aan de genen van planten of dieren?

Waarom gaat het opeens zo hard? Om die vraag te beantwoorden, moeten we terug naar 1953. Toen werd in Oxford, Groot-Brittannië de structuur ontrafeld van DNA – de tot dan toe geheimzinnige stof in de celkern die bij levende wezens het gehele bouwplan bevat. Dat opende de deur naar nieuwe vragen en nieuwe technologie. Stel dat je weet welk stukje van het DNA bijvoorbeeld het bouwplan voor “blauwe ogen” bevat, dan zou je op zoek kunnen naar een manier om dat stukje te vervangen met een bouwplan voor “bruine ogen”. Of je kunt aan dna een eigenschap toevoegen of er iets uit weghalen. Vóór die tijd wisten biologen natuurlijk wel dat er ergens een bouwplan moest zijn, maar hoe dat bouwplan werkte was nog onbekend.

Menselijke insuline uit de poepbacterie

Toen biologen eenmaal wisten waar informatie over eigenschappen lag opgeslagen, riep dat de vraag op of je die eigenschappen ook op genetisch niveau zou kunnen manipuleren. Op een meer alledaags niveau was dat al lang geen probleem meer: goede fokkers en veredelaars konden met de juiste selectie uit hun collectie planten of dieren samenstellen. Maar specifieke eigenschappen ‘inbouwen’ in het dna van een organisme… dat was een uitdaging.

In 1982 leidde die uitdaging tot de eerste oplossing voor een groot medisch probleem. Diabetespatiënten die zelf niet genoeg insuline aan maakten, waren tot dan toe afhankelijk van dierlijke insuline, die uit de alvleesklier van slachtvee werd gewonnen. Dat was allesbehalve optimaal: runderinsuline en varkensinsuline is niet gelijk aan insuline die mensen aanmaken. Patiënten moesten dan ook extra medicijnen slikken om afstotingsverschijnselen te voorkomen. Maar wetenschappers bouwden de code in voor menselijke insuline bij Escheria coli – de bacterie die van nature voorkomt in ontlasting. Ze kweekten de gemanipuleerde stam E. coli in het lab op, en die produceerde menselijke insuline.

CRISPR-Cas9

Daarna ging het snel. In de jaren negentig kwamen de eerste genetisch aangepaste gewassen op de markt, en ontstond er ook maatschappelijke discussie. In 2001 hadden we een ‘min of meer compleet’ overzicht van het menselijk genoom: een miljoenen letters lange code vol met A’s, T’s, G’s en C’s, die tezamen de blauwdruk vormen voor de bouw en stofwisseling van ons lichaam.

Al snel werd het ene genoom na het andere opgetekend. Dat is niet louter verzamelwoede: de blauwdruk in handen hebben betekent dat het veel makkelijker is om de stofwisseling van een organisme te begrijpen, zeker als je kunt zien welke stukjes van het dna actief zijn en welke niet. En de meest recente ontwikkelingen zijn dat niet alleen het lezen in de blauwdruk steeds makkelijker en goedkoper wordt, maar dat het ook steeds beter mogelijk wordt in die blauwdrukken te schrijven. De bekendste ‘schrijfmethode’ heet CRISPR-Cas9, maar er zijn verschillende methodes in ontwikkeling om de genen mee te modificeren.

Dat schrijven staat nog wat in de kinderschoenen, maar uit de laboratoria over de hele wereld verschijnen berichten over successen. Genetisch gemodificeerde bacteriën hebben we al een poos, al hoor je er zelden iemand over. Maar de toepassingen in planten en dieren worden er ook steeds meer. Inmiddels claimen Chinese wetenschappers dat ze een huisdier op verzoek kunnen klonen, en zou het gelukt zijn om met behulp van de nieuwste technologie een genetische afwijking in een menselijk embryo te repareren.

Cas9 aan het werk met het knippen in- en vervangen van dna.
Cas9 (de grote blauw-paarse blob), aan het werk met het knippen in- en vervangen van dna.

Knellende regels

Op een iets grootschaliger niveau gaan de ontwikkelingen ook al zo razendsnel. Zo lukt het steeds beter om menselijk weefsel buiten het lichaam te kweken, lopen er schapen rond met een geïmplanteerde hartklep van lichaamseigen materiaal en lijkt het een kwestie van tijd voordat defecte organen met behulp van stamcellen uit je eigen lichaam een nieuw leven kunnen worden ingeblazen. Volgens de definitie van ‘moderne biotechnologie’ is dat trouwens geen ‘echte’ biotechnologie – ‘moderne biotechnologie’ gaat per definitie over het beïnvloeden van het genoom. Maar we vatten op deze website biotechnologie iets ruimer op: als technologie met behulp van biologische processen die het mogelijk maken om precies en gericht de stofwisseling van organismen te beïnvloeden en bij te sturen.

Al die ontwikkelingen en technieken maken dat wet- en regelgeving aan alle kanten begint te knellen. Het belemmert de voortgang van het onderzoek en dat onderzoek zou kunnen bijdragen aan het oplossen van een aantal van de grote problemen van deze tijd: klimaatverandering, voedselschaarste, betaalbare medische zorg en kwaliteit van leven.

Een voorbeeld: de embryowet stelt nu nog, dat alleen restembryo’s van een IVF-behandeling met goedkeuring van de ouders gebruikt mogen worden voor wetenschappelijk onderzoek. Er mogen dus geen embryo’s gekweekt worden met dat doel. Dat was lang voor iedereen prima. Maar er vindt nu zo veel wetenschappelijk onderzoek plaats, dat er een schreeuwend tekort is ontstaan aan embryo’s. Gevolg: de overheid wil de embryowet op dit vlak versoepelen.

Een ander voorbeeld: De Europese unie is erg terughoudend als het gaat om het verbouwen van genetisch gemodificeerde gewassen. Maar elders ter wereld wordt er naar hartenlust gesleuteld aan de blauwdruk van de grote voedselgewassen, terwijl de import van voedsel uit genetisch gemodificeerde bron niet goed gecontroleerd kan worden. Je kunt je voorstellen dat wie de regelgeving als belemmerend beschouwt, vooral kijkt naar het oplossen van het voedselprobleem en naar economische kansen, terwijl degene die van mening is dat je niet voorzichtig genoeg kunt zijn met het aanpassen van wat voor blauwdruk dan ook, die solistische terughoudendheid wel een veilige gedachte vindt.

Publiek debat

Voortschrijdende technologie stelt de overheid voor een dilemma: moet alles kunnen? Moet het juist strenger? Verschillende commissies en raden adviseren dat er publiekelijk over gedebatteerd zou moeten worden. De laatste keer dat er over biotechnologie gedebatteerd werd, ging het over genetische gemanipuleerde organismen. De discussie verliep toen vooral tussen belangenorganisaties, die al snel tegenover elkaar stonden met de hakken in het zand.

Biotechnologie.nl beoogt om informatie te geven over wat er kan met biotechnologie, en wat er in de toekomst zou kunnen. Maar ook wat de beperkingen zijn, en welke risico’s.