Wetenschappers waarschuwen dat genetisch gemanipuleerde insecten gemakkelijk kunnen worden bewapend

VERHAAL IN EEN OOGOPSLAG

Genetische manipulatie (GE) wordt tegenwoordig op talloze manieren gebruikt, ondanks het feit dat we heel weinig weten over de langetermijngevolgen van dergelijke inmenging in de natuurlijke orde.

Het Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA), een tak van het Amerikaanse ministerie van Defensie, is nu bijvoorbeeld van plan om insecten te gebruiken om genetisch gemodificeerde virussen aan gewassen te leveren, met als doel de genetische eigenschappen van de plant in het veld te veranderen.

Het DARPA-project van 27 miljoen dollar, 'Insect Allies' genaamd, probeert in wezen te profiteren van het natuurlijke vermogen van insecten om gewasziekten te verspreiden, maar in plaats van ziekteverwekkende genen te dragen, dragen ze plantbeschermende eigenschappen. Zoals uitgelegd door The Washington Post:¹

“Recente ontwikkelingen in het bewerken van genen, waaronder het relatief goedkope en eenvoudige systeem dat bekend staat als CRISPR (voor geclusterde, regelmatig tussen elkaar geplaatste palindroomherhalingen), kunnen onderzoekers mogelijk in staat stellen virussen aan te passen om een ​​specifiek doel in de geïnfecteerde plant te bereiken.

Het gemanipuleerde virus zou bepaalde genen kunnen in- of uitschakelen die bijvoorbeeld de groeisnelheid van een plant regelen, wat handig kan zijn tijdens een onverwachte, ernstige droogte.”

Project Insect Allies roept bezorgdheid op over het gebruik van bioterrorisme

Wetenschappers en rechtsgeleerden twijfelen echter aan de reden voor het gebruik van insecten om infectieuze GE-virussen te verspreiden die zijn ontworpen om de chromosomen in planten te bewerken, en waarschuwen dat de technologie heel gemakkelijk als wapen kan worden gebruikt.^2,3,4,5

Het opiniestuk⁶ "Landbouwonderzoek of een nieuw biowapensysteem?" gepubliceerd op 4 oktober 2018 in het tijdschrift Science zet vraagtekens bij DARPA's Insect Allies-project en zegt dat het door de internationale gemeenschap als een bedreiging kan worden gezien, en dat als plantmodificatie echt het uiteindelijke doel zou zijn, een veel eenvoudiger agrarisch leveringssysteem zou kunnen worden gebruikt.

Jason Delborne, universitair hoofddocent aan de North Carolina State University, heeft expertise op het gebied van genetische manipulatie en de gevolgen daarvan. Hij vertelde Gizmodo:⁷

“De sociale, ethische, politieke en ecologische implicaties van het produceren van HEGAA's [horizontale genetische veranderingsmiddelen voor de omgeving] zijn aanzienlijk en verdienen evenveel aandacht als het onderzoeken van de wetenschap die ten grondslag ligt aan de potentiële technologie.

De auteurs stellen overtuigend dat het specificeren van insecten als het geprefereerde leveringsmechanisme voor HEGAA's slecht wordt gerechtvaardigd door visies op landbouwtoepassingen.

De infrastructuur en expertise die nodig zijn voor het besproeien van landbouwvelden – althans in de Amerikaanse context – is goed ingeburgerd, en dit leveringsmechanisme zou meer controle bieden over de mogelijke verspreiding van een HEGAA.”

Het team heeft ook een website gemaakt⁸ om de paper te vergezellen, waarvan het verklaarde doel is "bij te dragen aan het bevorderen van een geïnformeerd en openbaar debat over dit soort technologie." Op deze site vindt u ook een link om het 38 pagina's tellende DARPA-werkplan te downloaden. DARPA houdt ondertussen vol dat het doel van het project strikt is om de Amerikaanse voedselvoorziening te beschermen. Een DARPA-woordvoerder vertelde The Independent:⁹

“[S] gebedsbehandelingen zijn onpraktisch voor het op grote schaal introduceren van beschermende eigenschappen en mogelijk onhaalbaar als de spuittechnologie geen specifieke toegang heeft tot de noodzakelijke plantenweefsels, wat een bekend probleem is.

Als Insect Allies slaagt, zal het een zeer specifieke, efficiënte, veilige en gemakkelijk inzetbare manier bieden om tijdelijke beschermende eigenschappen te introduceren in alleen de beoogde planten, met minimale vereiste infrastructuur.

Wetenschappers van het Amerikaanse ministerie van landbouw nemen ook deel aan het onderzoek, dat momenteel beperkt is tot gesloten laboratoria. Toch zijn velen niet overtuigd door DARPA's beweringen over vreedzame doeleinden.

Het vrijlaten van dergelijke insecten zou "een rol kunnen spelen bij de lang bestaande angst onder landen dat vijanden zouden kunnen proberen hun gewassen schade toe te brengen", zegt Dr. David Relman, een voormalig biodefense-adviseur van het Witte Huis en professor geneeskunde en microbiologie aan Stanford. Volgens The Associated Press (AP):¹⁰

"Guy Reeves, co-auteur van het Science-artikel en bioloog aan het Max Planck Instituut voor Evolutionaire Biologie in Duitsland, zegt dat de technologie meer haalbaar is als wapen - om planten te doden - dan als landbouwwerktuig. Als gevolg hiervan zei hij dat DARPA een alarmerend bericht zou kunnen sturen, ongeacht zijn bedoelingen.

Onvoorziene gevolgen zijn er in overvloed

Anderen maken zich zorgen over de gevolgen voor het milieu, ongeacht of de genetische eigenschappen die aan de planten worden afgegeven, als heilzaam of schadelijk worden ervaren. Volgens DARPA zou geen van de insecten langer dan twee weken kunnen overleven, maar wat als die garanties niet slagen? Wat als de natuur een manier vindt? Als dat zo is, kan de verspreiding van de insecten bijna onbeperkt zijn.

Gregory Kaebnick, een ethicus aan het Hastings Center bio-ethiek onderzoeksinstituut in Garrison, New York, vertelde de AP dat hij bezorgd is dat het project uiteindelijk onvoorziene vernietiging van het milieu zal veroorzaken, aangezien het vrijwel onmogelijk zal zijn om insecten uit te roeien als ze eenmaal zijn vrijgelaten. Als blijkt dat de eigenschappen van genetische modificatie die ze dragen schadelijk zijn, is er geen weg meer terug.

Weer anderen, zoals Fred Gould, een entomoloog aan de North Carolina State University die voorzitter was van een panel van de National Academy of Sciences over genetisch gemodificeerd voedsel, geloven dat het gestelde doel van het project om de genetische eigenschappen van planten via insecten te veranderen in de eerste plaats bijna onmogelijk is.

Hoewel het onderzoek zich nog in de beginfase bevindt, hebben ze al een proof of concept. In één test infecteerde een bladluis een volwassen maïsplant met een GE-virus dat een gen voor fluorescentie droeg, waardoor een fluorescerende maïsplant ontstond.¹¹

Open wetenschappelijk debat is nodig

Reeves vraagt ​​zich af waarom er vrijwel geen open wetenschappelijk debat over de technologie is geweest. Volgens Reeves, een expert op het gebied van ggo-insecten, is het Insect Allies-project "grotendeels onbekend, zelfs in kringen van experts", wat op zichzelf een rode vlag oproept over de ware bedoeling ervan.

Hij vertelde The Independent: "Het is veel gemakkelijker om een ​​plant te doden of te steriliseren met behulp van genbewerking dan om hem herbicide- of insectenresistent te maken."¹² Felix Beck, een advocaat aan de Universiteit van Freiburg, voegde toe:¹³

"De vrij voor de hand liggende vraag of de virussen die voor ontwikkeling zijn geselecteerd al dan niet in staat moeten zijn tot overdracht van plant op plant - en van plant op insect op plant - werd helemaal niet behandeld in het DARPA-werkplan."

Hoe horizontale omgevingsgenetische veranderingsmiddelen werken

Zoals uitgelegd in de aanbevolen paper, staat de technologie die DARPA gebruikt bekend als horizontale omgevingsgenetische veranderingsmiddelen of HEGAA's. In wezen zijn HEGAA's GE-virussen die in staat zijn de chromosomen van een doelsoort te bewerken, of het nu een plant of een dier is. De specificiteit van HEGAA's is afhankelijk van:

• Het bereik van soorten die het GE-virus kan infecteren
• De aanwezigheid van een specifieke DNA-sequentie in het chromosoom die vervolgens geïnfecteerd kan raken

De onderstaande afbeelding illustreert hoe een door insecten verspreid HEGAA-virus een specifiek plantengen zou verstoren. Zoals vermeld op de website van het team:

“De interesse in genetisch gemodificeerde virussen, waaronder HEGAA's, komt grotendeels voort uit hun hoge snelheid van handelen, aangezien infecties snel door de doelpopulatie kunnen gaan. Deze zelfde eigenschap is ook een serieus veiligheidsprobleem, omdat het moeilijk te voorspellen is waar virussen zich geografisch verspreiden of welke soorten ze uiteindelijk infecteren.

Waarschijnlijk als gevolg van de complexe regelgevende, biologische, economische en maatschappelijke implicaties waarmee rekening moet worden gehouden, is er weinig vooruitgang geboekt met de manier waarop genetisch gemodificeerde virussen moeten worden gereguleerd wanneer het de bedoeling is ze in het milieu te verspreiden. Het is in deze context dat DARPA in november 2016 haar werkprogramma Insect Allies presenteerde.”

Afbeelding tegoed: Derek Caetano-Anollés

Het team merkt ook op dat het gebruik van HEGAA's uiteindelijk waarschijnlijk niet beperkt zal blijven tot de landbouw. ​​Daarom is het zo belangrijk om een ​​open discussie te voeren over de technologie, het mogelijke gebruik, misbruik en vertakkingen ervan, inclusief onbedoelde.

In 2018 bespraken drie wetenschappelijke publicaties de ontwikkeling van “overdraagbare vaccins”, dwz vaccins die van mens op mens overdraagbaar zouden zijn en daarom geen individuele vaccinaties meer nodig zouden hebben. Dergelijke producten zouden ook elke mogelijkheid van geïnformeerde toestemming wegnemen, wat een enorm ethisch dilemma creëert. In het afgelopen decennium hebben minstens zeven wetenschappelijke artikelen zich gericht op overdraagbare vaccins.

Het team brengt ook het voor de hand liggende punt naar voren dat insecten geen onderscheid zullen kunnen maken tussen conventionele gewassen en gecertificeerde biologische gewassen, die geen genetische manipulatie toelaten. Hoe kunnen biologische boeren voorkomen dat deze vectorinsecten hun gewassen veranderen? Dat kunnen ze niet, en dit zou de biologische industrie zoals wij die kennen effectief kunnen vernietigen.

DARPA-technologie kan het Verdrag inzake biologische wapens schenden

Volgens DARPA is de technologie niet in strijd met het Verdrag inzake biologische wapens van de Verenigde Naties (VN). Volgens de Science-paper zou het echter in strijd kunnen zijn met de VN-conventie als het onderzoek niet te rechtvaardigen is. Silja Voeneky, een specialist in internationaal recht aan de Universiteit van Freiburg, vertelde The Independent:¹⁴

“Vanwege het brede verbod van het Verdrag inzake biologische wapens moet elk biologisch onderzoek dat van belang is aannemelijk worden gemaakt omdat het vreedzame doeleinden dient. Het Insect Allies-programma zou in strijd kunnen zijn met het Verdrag inzake biologische wapens, als de door DARPA gepresenteerde motivaties niet plausibel zijn. Dit geldt met name als je bedenkt dat dit soort technologie gemakkelijk kan worden gebruikt voor biologische oorlogsvoering.”

Het Science-team roept ook op tot meer transparantie van DARPA om andere landen te ontmoedigen om hetzelfde voorbeeld te volgen en soortgelijke leveringstechnologieën te ontwikkelen als een defensieve maatregel.

Gene Drive-technologie heeft internationaal bestuur nodig

In gerelateerd nieuws roept Simon Terry, uitvoerend directeur van de Sustainability Council of New Zealand, op om gene drive-technologie onder internationaal bestuur te brengen,^15,16,17 omdat dit soort technologie een hele soort in relatief korte tijd onvruchtbaar kan maken, afhankelijk van de levenscyclus van de soort.

Gene drive is nog een andere toepassing voor CRISPR. Kortom, het is een genetische manipulatietechnologie waarmee je een specifieke set genen kunt verspreiden door een hele populatie, inclusief de nakomelingen, waardoor je de toekomst van een hele soort genetisch kunt veranderen. Gene drive is voorgesteld als een middel om ongedierte te bestrijden, waaronder muggen en buidelratten.

Er is echter geen bekende manier om het te beheersen. Terwijl Nieuw-Zeeland bijvoorbeeld gene drive zou willen gebruiken om buidelratten uit te roeien, zou het vrijwel onmogelijk zijn om de verspreiding van de gene drive naar andere gebieden te voorkomen, en in Australië is de buidelrat een beschermde soort.

Gene drive wordt ook beschouwd als een oplossing voor boerenerfgras, een vervelende wiet onder Australische boeren, maar een gewaardeerd product in India. Evenzo wordt Palmer Amaranth beschouwd als een onkruid in de VS, maar een belangrijke voedselbron in Midden-Amerika, Afrika, India en China. Zoals Terry opmerkte: "De plaag van de een kan de plant of het dier zijn waar de ander naar verlangt", en het creëren van nationale regelgeving voor een technologie die een hele soort wereldwijd kan uitroeien, is simpelweg niet genoeg.

Moeten we technologie gebruiken die hele soorten kan uitroeien?

In een 2016-rapport,¹⁸ het Institute of Science in Society (ISIS) besprak de creatie van transgene muggen, die genen dragen tegen een malariapathogeen. Met behulp van CRISPR/Cas9 werd een gene drive gecreëerd die ervoor zorgt dat vrijwel alle nakomelingen van de mannelijke transgene muggen drager zijn van dit antimalariagen. Het transgen bleek echter onstabiel te zijn bij vrouwtjesmuggen en er werden ook belangrijke veiligheidskwesties aan de orde gesteld, waaronder:

• In hoeverre kan kruising of horizontale genoverdracht een drive mogelijk maken om verder te gaan dan doelpopulaties?
• Hoe lang kan horizontale genoverdracht een drive toestaan ​​om verder te gaan dan doelpopulaties?
• Is het mogelijk dat een gene drive evolueert om drive-capaciteiten terug te krijgen in een niet-doelpopulatie?

Volgens ISIS is het beantwoorden van deze vragen "cruciaal in het licht van de instabiliteit van de gene drive in transgene vrouwtjesmuggen". Zoals opgemerkt in het rapport:

"Wanneer deze vrouwtjes dieren bijten, inclusief mensen, is er inderdaad de mogelijkheid van horizontale genoverdracht van delen, of de hele gene-drive constructie, met mogelijk ernstige gevolgen voor de gezondheid van mens en dier.

Cas9-nuclease zou willekeurig of anderszins in het gastheergenoom kunnen worden ingebracht, waardoor insertiemutagenese zou kunnen ontstaan ​​die kanker zou kunnen veroorzaken of dominante virussen zou kunnen activeren …

Ten slotte zijn de ecologische risico's van gene drives enorm … Aangezien de gene drive in principe kan leiden tot het uitsterven van een soort, kan dit zowel betrekking hebben op de soort in zijn oorspronkelijke habitat als daar waar hij als invasief wordt beschouwd. In tegenstelling tot conventionele biologische controle, die lokaal kan worden toegepast, is er geen manier om de genenstroom te beheersen …

[B]omdat de CRISPR/Cas-gene drive volledig functioneel blijft in de gemuteerde stam nadat deze is gemaakt, blijft de kans op off-target mutaties bestaan ​​en neemt de kans toe met elke generatie.

'Als er enig risico is op genenuitwisseling tussen de doelsoort en andere soorten, dan bestaat ook het risico dat de gemodificeerde sequentie kan worden overgedragen en de nadelige eigenschap zich manifesteert in niet-doelorganismen.' (Dit commentaar is nog niet eens begonnen met het overwegen van horizontale genenstroom, die de risico's vele malen zou vermenigvuldigen.) "

DARPA veegt zorgen weg

James Stack, een plantenpatholoog aan de Kansas State University en lid van het adviespanel van DARPA's Insect Allies-project, is van mening dat de zorgen die in de Science-paper worden geuit, ongegrond zijn. Hij vertelde The Washington Post:¹⁹

“Ik begrijp de mate van bezorgdheid die in dit document wordt geuit niet, en om vooruit te lopen en DARPA ervan te beschuldigen dit te gebruiken als een scherm om biologische wapens te ontwikkelen, is schandalig.

Er zijn risico's inherent aan het leven en je moet het gewoon goed beheren. En ik denk dat naarmate we naar een steeds drukkere planeet gaan, er steeds meer eisen zullen worden gesteld aan onze voedselsystemen, onze watersystemen. We zullen al het gereedschap in de gereedschapskist nodig hebben dat we mogelijk hebben.”

Helaas toont de recente geschiedenis aan dat we niet erg goed in staat zijn geweest om dit soort door de mens veroorzaakte risico's goed te beheersen. Kijk maar eens naar Roundup-resistent GGO-voedsel, of elektromagnetische veldstraling van mobiele telefoons en draadloze technologieën, waarvan is aangetoond dat ze vanaf het begin aanzienlijke gezondheids- en milieuproblemen veroorzaken.

Er is vrijwel geen bewijs dat suggereert dat de mensheid erg goed is in het voorspellen van de mogelijke resultaten van onze technologische vooruitgang, dus het ontketenen van genveranderende technologieën die niet kunnen worden teruggeroepen of teruggedraaid, lijkt extreem dwaas. Zoals eerder vermeld, kan het Insect Allies-project bijzonder schadelijk zijn voor biologische en biodynamische landbouw, omdat het volkomen onmogelijk zou zijn om te voorkomen dat deze genveranderende insectenvectoren biologische gewassen infecteren.