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Impfstoff gegen Ebola

Schon im kommenden Jahr könnte ein hochwirksamer Impfstoff gegen das gefürchtete Ebola-Virus in den besonders gefährdeten Ländern Afrikas zur Verfügung stehen. Grund für diesen Optimismus ist der Ausgang mehrerer Studien mit fast 6000 Menschen, die vorwiegend in Guinea in direkten oder indirekten Kontakt mit Ebola-Infizierten Personen gekommen waren, und die den neuen Impfstoff „rVSV-ZEBOV“ bekommen hatten.

In der Fachzeitschrift The Lancet berichten Forscher um die WHO-Angestellte Dr. Ana Maria Henao-Restrepo über Einzelheiten: Demnach wurden die Teilnehmer der Studie nach dem Losverfahren entweder sofort geimpft, oder mit einer Verzögerung von drei Wochen. In der ersten Gruppe waren nach zehn Tagen keine Viren mehr festzustellen, in der zweiten Gruppe erkrankten dagegen 23 Menschen an der Seuche. Knapp drei Monate lang schauten die Forscher auch nach möglichen Nebenwirkungen von rVSV-ZEBOV. Dabei kam es zu einem Fall von extrem hohem Fieber und einer Überempfindlichkeitsreaktion, die beide glimpflich ausgingen. Ansonsten traten lediglich milde Nebenwirkungen auf Kopfweh, Müdigkeit und Muskelschmerzen.

„Beim nächsten Mal gewappnet“ – WHO-Direktorin Kieny (Foto: WHO)

Der Impfstoff, der auf einem gentechnisch veränderten Virus (VSV) basiert, war zuvor an Affen getestet worden, wo er Neuinfektionen zu 100 Prozent verhindern konnte. Bei bereits infizierten Tieren verhinderte rVSV-ZEBOV den Ausbruch der Krankheit immerhin in jedem zweiten Fall. rVSV-ZEBOV wirkt möglicherweise nicht gegen alle Stämme des Ebola-Virus gleich gut. Besonders effektiv verhindert der Impfstoff aber den Ausbruch der Zaire-Variante von Ebola, die mit einer Sterblichkeit von bis zu 90 Prozent zu den tödlichsten Infektionskrankheiten überhaupt zählt.

Die Globale Impfallianz GAVI hat fünf Millionen Dollar zugesagt, um einen Vorrat von 300.000 Dosen des Impfstoffes anzulegen. „Wenn die nächste Epidemie kommt, werden wir gewappnet sein“, sagt die Studienleiterin Dr. Marie-Paule Kieny, Stellvertretende Generaldirektorin für Gesundheitssystem und Innovation der WHO in Genf.

(eine ausführliche Fachversion dieser Nachricht ist erschienen am 4. Januar 2017 bei Medscape)

Quellen:

German Geneticists Get Some Relief

zur Abwechslung ´mal ein Beitrag für internationales Publikum: Im Science Magazine erschien in englischer Sprache ein Artikel, in dem ich über das Gentechnik-Gesetz berichte, dessen strenge Bestimmungen zu Jahresbeginn etwas gelockert wurden.

Zitiert werden Detlef Ganten, damals Leiter des Max Delbrück Centrums für Molekulare Medizin in Berlin, und Beatrix Tappeser vom Öko-Institut Freiburg.

Über den obigen Link bekommt mal leider nur einen Ausschnitt zu sehen. Den Volltext darf ich hier nicht einstellen, weil ich sonst womöglich Ärger kriege – obwohl ich der Urheber bin!

(erschienen am 7. Januar 1994 in Science)

Weniger Hürden für die Gentechnik

Verbraucherinitiativen und Umweltschutzverbände, die der Gentechnik kritisch gegenüberstehen, sehen sich ab Anfang nächsten Jahres einer ihrer wichtigsten Waffen beraubt: Öffentliche Anhörungen werden im Rahmen von Genehmigungsverfahren für die meisten Produktions- und Forschungsanlagen abgeschafft. Auch wenn die Freisetzung gentechnisch veränderter Organismen diskutiert wird, müssen besorgte Anwohner ebenso wie weitgereiste Fundamentalisten künftig auf das Medienspektakel einer öffentlichen Anhörung verzichten.

Als „eine skandalöse Nacht- und Nebelaktion, mit der handstreichartig versucht wird, die Bürgerinnen und Bürger aus der Diskussion um die Gentechnik auszugrenzen“, kritisierte denn auch Beatrix Tappeser vom Öko-Institut Freiburg die von der Regierungskoalition durchgesetzten Änderungen. „In den vergangenen Wochen avancierte die Gentechnik zum traurigen Exempel für den Abbau von Öffentlichkeitsrechten“, heißt es in einer gemeinsamen Erklärung von 25 Umweltorganisationen, Forschungsinstituten und Bürgerinitiativen. Dabei wird allerdings verschwiegen, daß – schriftlich formulierte – Einwände gegen die Freisetzung gentechnisch veränderter Organismen nach wie vor von Bundesgesundheitsamt, Umweltbundesamt und der Biologischen Bundesanstalt Braunschweig im Rahmen eines Genehmigungsverfahrens geprüft werden müssen.

Schneller als erwartet haben sich Bund und Länder über die noch offenen Fragen bei der Novellierung des Gentechnikgesetzes geeinigt. Die von Gesundheitsminister Horst Seehofer angestrebten Vereinfachungen werden damit ohne wesentliche Abstriche zum Jahresbeginn Gesetzeskraft erlangen – nicht zuletzt deshalb, weil weitreichende Änderungswünsche auf einer Sitzung des Bundesrates am 5. November nicht von allen SPD-regierten Ländern getragen wurden. Das verzweifelte Bemühen des Gesetzgebers, der nach eigenem Bekunden kaum noch wettbewerbsfähigen deutschen Gentechnikbranche neues Leben einzuhauchen, findet damit seinen vorläufigen Abschluß.

Neben der drastischen Reduktion der Anhörungen hat auch die Verkürzung beziehungsweise Abschaffung der Genehmigungsverfahren für Arbeiten in den Sicherheitsstufen 1 und 2 als wichtigstes Element der Novelle die Beratungen unbeschadet überstanden. Die Sicherheitsstufe 1 betrifft Organismen wie das Darmbakterium Escherichia coli oder die Bäckerhefe, die kein Risiko für Mensch und Umwelt darstellen. Hier wird künftig in jedem Fall eine Anmeldung genügen. Die bisher vorgeschriebene Beteiligung eines Expertengremiums – der Zentralen Kommission für biologische Sicherheit – entfällt.

Vereinfachungen gibt es auch für die Sicherheitsstufe 2 („geringes Risiko“), in der sich nicht nur Bakterien wie die Erreger von Cholera und Legionärskrankheit finden, sondern auch Pilze der Gattungen Aspergillus und Candida, die bei immungeschwächten Patienten lebensbedrohliche Infektionen hervorrufen können. Bei Forschungsarbeiten mit diesen Organismen bleibt den Behörden künftig nur noch ein Monat, um einen Genehmigungsantrag zu bearbeiten, statt wie bisher drei. Ein nicht fristgerecht bearbeiteter Antrag gilt als genehmigt. Öffentliche Anhörungen für gewerbliche Anlagen wird es nur noch in den Fällen geben, wo dies ohnehin nach dem Bundesimmissionsschutzgesetz vorgeschrieben ist.

Im Vermittlungsausschuß mußten letzte Woche nur noch zwei Punkte geklärt werden, wobei sich in beiden Fällen die Länder mit ihren Vorstellungen durchsetzen konnten. Demnach wird die Zustimmung des Bundesrates bei Rechtsverordnungen, die der Umsetzung von EG-Richtlinien dienen, auch weiterhin erforderlich sein. Eine von Regierung und Koalition vorgesehene Konzentration der Entscheidungsgewalt beim Bau gentechnischer Anlagen ist ebenfalls vom Tisch. Neben den für die Gentechnik zuständigen Behörden müssen damit auch weiterhin beispielsweise die für Bau- und Wasserrecht zuständigen Ämter konsultiert werden.

Eine Identität zwischen geltenden EG-Richtlinien und dem Gentechnikgesetz ist damit allerdings noch nicht hergestellt, wie Wolf-Michael Catenhusen (SPD) einräumte. Ausgeklammert wurde auch die Frage, ob Pilotanlagen für die Herstellung klinischer Prüfware ein Genehmigungsverfahren durchlaufen müssen, sagte der ehemalige Vorsitzende der Enquete-Kommission „Chancen und Risiken der Gentechnik“. Als einziges Bundesland beharrte Hessen bisher auf dieser sogenannten 10-Liter-Regelung und machte damit vor allem der Frankfurter Hoechst AG das Leben schwer.

Davon unbeirrt hat sich der Großkonzern inzwischen erneut aufs Glatteis begeben: Im bayerischen Germering kann es Anfang November wieder einmal zu Protesten gegen geplante Freilandversuche; diesmal mit gentechnisch veränderten Mais- und Rapspflanzen. Die Gewächse unterscheiden sich von ihren natürlichen Artgenossen durch ein zusätzliches Gen, welches sie unempfindlich macht gegenüber dem von der Hoechst AG hergestellten Unkrautvernichtungsmittel „Basta“ (Phosphinotricin).

Auf der vom Bundesgesundheitsamt (BGA) geführten Anhörung waren zwar nur rund 200 der 20000 Einwender erschienen, um ihre Argumente mündlich vorzutragen. Ob diese sich aber in Zukunft an die neuen Spielregeln des Gentechnikgesetzes halten werden, ist keineswegs sicher. Medienvertreter sehen der Fortsetzung des Verfahrens am 13.12. daher mit Spannung entgegen. Genehmigt werden dürfen Freilandversuche auch nach der Novellierung nur dann, „wenn nach dem Stand der Wissenschaft im Verhältnis zum Zweck der Freisetzung unvertretbare schädliche Einwirkungen auf Leben und Gesundheit von Menschen, Tieren und Pflanzen sowie die sonstige Umwelt in ihrem Wirkungsgefüge und Sachgüter nicht zu erwarten sind.“

Neben dem vom Lehrstuhl für Pflanzenbau und Pflanzenzüchtung der Technischen Universität München gestellten Antrag liegen dem BGA noch sechs weitere vor: Die Universität Bielefeld beabsichtigt an zwei Standorten in Niedersachsen und Brandenburg gentechnisch veränderte Stämme des Bakteriums Rhizobium meliloti freizusetzen. Die Bakterien gehören zur Familie der „Knöllchenbildner“, die Stickstoff aus der Luft binden und ihren pflanzlichen Symbiosepartnern als Dünger zur Verfügung stellen können. Außerdem will das Max-Planck-Institut für Züchtungsforschung in Köln Kartoffelpflanzen erproben, die mit gentechnischen Methoden gegen das Kartoffelblattrollvirus immunisiert wurden.

Die meisten Anträge, nämlich fünf von sieben, betreffen aber Pflanzen, die gegen das Hoechst-Herbizid Basta resistent sind.  Während der Versuch in Germering von Mitarbeitern der TU München durchgeführt wird, plant Hoechst unter eigener Regie vier ähnliche Experimente in Gersten (Niedersachsen), Friemar (Thüringen) Wörrstadt (Rheinland-Pfalz) und Gersthofen bei Augsburg.

Die Versuche sind Voraussetzung für eine kommerzielle Nutzung des Gens auch in Deutschland. Über die Größe dieses Marktes konnte Hoechst-Pressesprecher Jürgen Cantstetter keine Angaben machen. „Aber wenn es zu einer Zulassung kommt, wollen wir das sehr breit vermarkten.“ Dabei denkt man in Frankfurt nicht daran, genmanipulierte Pflanzen – etwa durch eine Tochterfirma – selbst zu Vertreiben. Vielmehr soll interessierten Saatgutproduzenten eine Lizenz angeboten werden, die es den Firmen erlauben würde, das Resistenzgen in ihre eigenen Sorten einzuklonieren. Weil dieser zusätzliche Arbeitsaufwand das Saatgut eher verteuern würde, rechnet Cantstetter nicht damit, daß die herbizidresistenten Gewächse in Entwicklungsländern zum Einsatz kommen.

Bereits getestet wurden Basta-resistente Tabak- und Tomatenpflanzen 1989 in Frankreich und Kanada, in den Jahren 1990 bis 1992 außerdem Sommerraps und Winterraps, Mais und Sojabohnen. Dabei sei „auf eindrucksvolle Weise die ausgezeichnete Verträglichkeit der gegenüber dem Herbizid resistenten Pflanzen“ bestätigt worden, sagte Dr. Ernst Rasche, Leiter der Geschäftseinheit Saatgut des Konzerns. Bei einem dreijährigen Versuchsprojekt zur Sicherheitsforschung, das im englischen Ascot von Wissenschaftlern des Imperial College Silwood Park durchgeführt wurde, seien keine besonderen Risiken festgestellt worden. Allerdings kam Basta damals beim Vergleich der Wettbewerbsfähigkeit transgener Rapspflanzen mit ihren unveränderten Stammlinien gar nicht zum Einsatz. Auch die Frage, ob das Resistenzgen – wie von Kritikern behauptet – auf andere Pflanzen und möglicherweise Bodenbakterien übertragen werden kann, und ob dies nachteilige Folgen für das jeweilige Ökosystem hätte, wurde bisher nicht eindeutig beantwortet.

Umstritten ist zudem, ob der Einsatz herbizidresistenter Kulturpflanzen letztlich zu einer umweltverträglicheren Unkrautbekämpfung führen wird oder zu einem erhöhten Verbrauch von „Pflanzenschutzmitteln“. Einerseits würden zum Schutz der Kulturen vergleichsweise geringe Mengen Basta ausreichen, das schnell zu unschädlichen Folgeprodukten abgebaut wird. Andererseits könnte die Verlockung groß sein, gerade deshalb alles „totzuspritzen“, was sich nicht verkaufen läßt.

Ein Blick auf die Statistik zeigt jedenfalls, daß fast 70 Prozent der rund 1000 Freilandversuche an über 40 Pflanzenarten, die bisher in den OECD-Staaten genehmigt wurden, die Entwicklung herbizidresistenter Gewächse zum Ziel hatten. Der Rest verteilt sich auf Experimente zum Schutz vor Insekten, Viren und anderen Krankheitserregern.

Die geplanten Versuche der Hoechst AG sollen mit der Aussaat Anfang Mai 1994 beginnen und nach drei Vegetationsperioden mit der Ernte im Oktober 1996 abgeschlossen sein. Neben der Zulassung sollen sie laut Firmenangaben auch „Erkenntnisse über die Vorteile dieses Herbizids im Vergleich zu herkömmlichen Behandlungsverfahren liefern“. Erstmals zugelassen wurde Phosphinotricin 1984 in Deutschland, mittlerweile wird es in 45 Ländern als sogenanntes Totalherbizid verkauft, das Kulturpflanzen und Unkräuter gleichermaßen schädigt und darum bisher weitgehend auf den Obst- und Weinbau beschränkt war. Per Gentransfer, so hoffen die Hoechster, könnte dieses Manko überwunden werden. Der Weg dahin erscheint – zumindest im Rückblick – gleichermaßen logisch und clever:

Phosphinotricin hat strukturelle Ähnlichkeit mit der in jedem Organismus vorkommenden Glutaminsäure, einem der rund zwanzig Bausteine, aus denen Proteine zusammengesetzt werden. Es hemmt ein Enzym, das Glutaminsäure und Ammoniak zu Glutamin – einem weiteren Eiweißbaustein – verbindet. Letztlich stirbt die Pflanze also an einer „Ammoniakvergiftung“. Bei Mensch und Tier wird Ammoniak dagegen durch einen anderen Entgiftungsmechanismus entsorgt.

Um nun die Wirkung von Basta auf die „unerwünschte Begleitflora“ zu begrenzen, verfielen Wissenschaftler bei der belgischen Biotechnologiefirma Plant Genetics Systems und bei Hoechst unabhängig voneinander auf die Idee, die schützenswerten Kulturpflanzen mit einem Resistenzgen auszustatten, welches Phosphinotricin zerstört. Sie fanden solch ein Gen in Bakterien der Gattung Streptomyces und übertrugen es auf eine Vielzahl von Nutzpflanzen.

Ähnliche Versuche mit einem anderen Resistenzgen sind auch bei den Firmen Ciba-Geigy, Du Pont, ICI, Shell und Unilever schon weit fortgeschritten. Auch wenn die Produkte der Chemieriesen bisher noch nirgendwo auf dem Markt sind, scheint die Entwicklung kaum mehr anzuhalten. Die bereits 1987 ausgesprochene Ablehnung herbizidresistenter Pflanzen durch die Enquete-Kommission „Chancen und Risiken der Gentechnologie“ des Bundestages ist offenbar ungehört verhallt.

(erschienen in den VDI-Nachrichten vom 3. Dezember 1993)

Antisense-RNS: Blockade mit System

Manchmal zahlt es sich aus, der Herde nicht zu folgen: Als Georg Sczakiel vor sieben Jahren von den ersten Versuchen erfuhr, Gene mit „Gegen-Genen“ zu hemmen, wurden Forschungen auf diesem Gebiet noch als „sehr riskant für den persönlichen Werdegang“ eingestuft.

Heute ist Sczakiel Leiter einer sechsköpfigen Arbeitsgruppe am Zentrum für angewandte Tumorvirologie des DKFZ. Er zählt zur einer schnell wachsenden Schar von Wissenschaftlern, die daran arbeiten, einzelne Erbanlagen mit bisher unerreichter Präzision zu blockieren.

Der gelernte Chemiker macht sich dabei eine wesentliche Eigenschaft des fadenförmigen Erbmoleküls DNS zunutze, welches eigentlich aus zwei „zusammengeklebten“ Hälften besteht: Alle Informationen sind in der Regel nur auf einem Strang verschlüsselt. Dessen spiegelbildliches Gegenstück dient lediglich zur Stabilisierung, verdeckt dabei aber die eigentliche molekulare Botschaft. Erst wenn die anhänglichen Partner durch ein ganzes Arsenal von Biomolekülen für Sekundenbruchteile voneinander gelöst werden, kann die Zelle eine Kopie des molekularen Bauplans erstellen. Diese Boten-RNS dient dann außerhalb des Zellkerns als Vorlage für die Produktion eines Biokatalysators.

Hier aber kann Sczakiel mit seinen „molekularen Bremsklötzen“ einen Riegel vorschieben. Es handelt sich dabei um Antisense-RNS, ein mit gentechnischen Methoden hergestelltes Spiegelbild der Boten-RNS. Beide Moleküle schmiegen sich aneinander und verknäulen dabei zum unlesbaren Doppelstrang, ganz ähnlich dem DNS-„Muttermolekül“. Der Clou der Methode besteht darin, daß es für jedes Gen nur einen RNS-Typ gibt, der sich mit einer maßgeschneiderten Antisense-RNS lahmlegen läßt.

Daß Sczakiel mit dieser Technik ausgerechnet am Krebsforschungszentrum versucht, die Vermehrung des Aids-Virus zu blockieren versucht, mag zunächst verblüffen. DKFZ-Chef Harald zur Hausen läßt den Nachwuchswissenschaftler trotzdem gewähren, denn das Prinzip der Genhemmung durch Antisense-Moleküle ist universell anwendbar. Dank der weltweiten Bemühungen zur Entschlüsselung der menschlichen Erbanlagen sind inzwischen eine ganze Reihe von Genen bekannt, deren Überaktivität das Krebswachstum begünstigt. In den Vereinigten Staaten wurden die ersten Kandidaten bereits ins Visier genommen.

(erschienen in Ausgabe 3/4 1993 des „einblick“, der Zeitschrift des Deutschen Krebsforschungszentrums)

Streit um Genfood

Von „Genfraß“ und „Frankenfood“ reden die einen, „bessere, gesündere und billigere Lebensmittel“ versprechen die anderen: Nahrung, die zumindest teilweise mit Hilfe gentechnischer Methoden produziert wird, erregt in jedem Fall das Gemüt des deutschen Verbrauchers. Der will, wie Umfragen belegen, lieber naturbelassene Kost. Trotzdem werden die Verpackungen vorerst keinen Hinweis auf die Art der Herstellung tragen, obwohl dank EG-weiter „Harmonisierung“ immer mehr „neuartige Nahrung“ in einheimischen Supermärkten Einzug hält.

Schon heute findet die Gen-Nahrung ihren Weg in deutsche Mägen, still und heimlich, zu Hause und im Urlaub. Besonders Amerika-Reisende haben mit ziemlicher Sicherheit schon einen Vorgeschmack auf künftige Entwicklungen bekommen – freilich, ohne etwas davon zu bemerken. So gilt es als sicher, daß die Gentechniker bei der Herstellung des Süßstoffes Aspartam („Nutrasweet“) ihre Hände im Spiel haben.

Zudem wird fast die Hälfte aller Hartkäsesorten im Land der unbegrenzten Möglichkeiten mit Chymosin aus dem Genlabor hergestellt. Das Eiweiß, welches die Reifung des Käses auch in Dänemark, Großbritannien, Portugal und der Schweiz beschleunigen darf, stammt aus Bakterien, denen Forscher ein Rindergen ins Erbgut eingebaut haben. Traditionell wird Chymosin zur Käseherstellung aus dem Labmagen von Kälbern gewonnen, die Substanz ist jedoch identisch mit dem gentechnisch hergestellten Chymosin aus Bakterien.

Während nun Kälberlabferment zu über 90 Prozent aus Verunreinigungen besteht, die letztlich im Käse enden, sind bakterielle Chymosinpräparate vergleichsweise sauber: Sie entfalten zu fast 90 Prozent das gewünschte Eiweiß, dazu einige harmlose Salze aus dem Reinigungsprozeß und einen sehr kleinen Anteil fremder Eiweiße aus den, das Chymosin produzierenden, Mikroorganismen.

Das strenge deutsche Gentechnikgesetz kommt in diesem· Fall nicht zum Tragen, weil es keine speziellen Regelungen für Lebensmittel enthält: Der Gen-Käse enthält zwar einen Stoff – eben das Chymosin -, der aus dem Genlabor stammt, nicht aber lebensfähige genmanipulierte Mikroorganismen.

Wer allerdings in Deutschland gentechnisch hergestellte Hefen und Bakterien zur Produktion von Bier, Brot und Joghurt nutzen will, braucht eine Erlaubnis zum „„Inverkehrbringen gentechnisch veränderter Organismen“. Während derartige Genehmigungen in Deutschland äußerst zögerlich erteilt werden, sind britische Bäcker und Braumeister bereits am Werk: Für die Bierherstellung wurden Hefen entwickelt, die Light-Biere direkt produzieren, die Reifezeit des Gerstensaftes verkürzen und das Verstopfen der Filteranlagen durch den Abbau pflanzlicher Riesenmoleküle verhindern.

Hin und wieder scheinen die Manager der Lebensmittelindustrie jedoch die Rechnung ohne den Verbraucher zu machen: So entwickelte die kalifornische Firma Calgene eine Tomate, die unter dem Namen „Flavr savr“ (Geschmacksretter) Furore machte. Die Reifung des Nachtschattengewächses ist um längere Zeit verzögert worden, weil die Calgene-Forscher eines von etwa 100000 Tomatengenen gezielt abgeschaltet haben.

Das unter natürlichen Umständen für den Abbau der Tomaten-Zellwände verantwortliche Enzym wird durch diesen Trick nur noch in winzigen Mengen gebildet, die biologische Uhr der Pflanze nach der Reifung praktisch angehalten. Die „Gentomaten“ werden – im Gegensatz zu ihren Artgenossen aus herkömmlicher Zucht – als rote, reife Früchte gepflückt. Den Händlern werden dadurch längere Lagerzeiten ermöglicht.

Ernst-Ludwig Winnacker vom Genzentrum der Universität München zählt zu den wenigen, die bisher das Versprechen auf einen „Geschmack wie von der Staude“ überprüft haben. Ganz hervorragend habe sie geschmeckt, erinnert sich der Professor. Im Gegensatz zu den 40 deutschen Spitzenköchen, die kürzlich – ohne Geschmacksprobe – einen Appell gegen die EG-weite Zulassung gentechnisch veränderter Lebensmittel veröffentlichten, vermag Winnacker weder eine Gesundheitsgefährdung noch einen Qualitätsverlust auszumachen.

Aber obwohl alle gesetzlichen Auflagen erfüllt und die Unbedenklichkeit des Verzehrs mehrfach amtlich attestiert wurde, droht die Markteinführung des feuerroten Geschmacksretters. zu scheitern: Die amerikanischen Verbraucher zeigten kein Interesse an den Früchten, und auch ein großer Lebensmittelhersteller wird seine Suppen weiterhin mit herkömmlichen Tomaten zubereiten, obwohl die Firma die Forschungsarbeiten ursprünglich mitfinanziert hatte.

Viel Zeit verbringt Winnacker damit, die Ängste der Deutschen vor der Gentechnik zu entkräften. Eine schleichende Vergiftung durch Gen-Nahrung, wie einige Kritiker sie bereits an die Wand malen, hält er für „Blödsinn“. „In den Mahlzeiten, die wir täglich zu uns nehmen, sind durchschnittlich sieben Gramm Erbsubstanz enthalten“, rechnet Winnacker vor – fremde Gene in Hülle und Fülle also. Im Mund oder spätestens im Magen haben die Gene von Rind und Radieschen, Schwein und Scholle, Krabbe und Kartoffel reichlich Zeit, sich planlos zu durchmischen, ohne daß dadurch eine besondere Gefahr hervorgerufen werde.

Etwas vorsichtiger fällt die Analyse von Klaus-Dieter Jany aus, der sich an der Karlsruher Bundesforschungsanstalt für Ernährung hauptberuflich dem Thema verschrieben hat. Der Professor hält den Einsatz der Gentechnik im Lebensmittelbereich für nicht mehr und nicht weniger riskant als die Anwendung herkömmlicher Verfahren.

Voraussetzung sei allerdings, daß die am Gentransfer beteiligten Organismen und Erbmoleküle ebenso genau bekannt seien wie die Ernährungsgewohnheiten der Verbraucher. Bei verantwortungsvollem Einsatz der Gentechnik sieht Jany die Chance, „erstmals gesundheitliche Risiken von Lebensmitteln zu vermindern und deren Nährwert zu erhöhen.“

Ganz anderer Meinung ist da Beatrix Tappeser vom Öko-Institut Freiburg. „Die Gentechnik sollte im Bereich der Lebensmittel nicht eingesetzt werden“, forderte die Biologin kürzlich in einer Expertenanhörung des Gesundheitsausschusses des Deutschen Bundestages. Als Grund für ihre Bedenken zitierte die Kritikerin die amerikanische Gesundheitsbehörde FDA, die unter anderem allergische Reaktionen auf die neuen Lebensmittel für möglich hält.

Auch sei ungeklärt, inwieweit gentechnisch veränderte Organismen ihre neuen Eigenschaften auf die Darmbakterien des Menschen übertragen können und welche langfristigen Folgen sich daraus ergeben, sagte Frau Tappeser. „Wenn Politik und Wissenschaft sich nicht einigen können, muß zumindest eine Kennzeichnungspflicht her, damit der Verbraucher beim. Einkauf selbst entscheiden kann.“

Für eine Kennzeichnungspflicht plädierte nicht nur die Mehrzahl der bei der Anhörung anwesenden Experten. Auch die Bundesregierung vertritt diesen Standpunkt gegenüber der EG. Bis zum Abschluß des Gesetzgebungsverfahrens allerdings wird gegessen, was – ungekennzeichnet – auf den Tisch kommt.

(erschienen in der Stuttgarter Zeitung vom 1. Oktober 1993)

Noch kaum Gentech-Arzneien aus Deutschland

Auch wenn die Gentechnik immer häufiger die Schlagzeilen beherrscht – auf dem bundesdeutschen Arzneimittelmarkt spielen die Erzeugnisse der modernen Biologie vorerst nur eine untergeordnete Rolle, zumindest was die Zahl der zugelassenen Präparate betrifft. Rund 57000 Arzneimittel sind derzeit in deutschen Apotheken erhältlich. Unter ihnen befinden sich nach Angaben des Berliner Bundesgesundheitsamtes gerade 176 Präparate aus gentechnischer Produktion.

Selbst diese Zahl täuscht eine Vielfalt vor, die es gar nicht gibt: „Aus Gründen der Arzneimittelsicherheit“ wird jede Darreichungsform und jede Dosierung gesondert gezählt. Auch Medikamente, die unter verschiedenen Namen den gleichen Wirkstoff enthalten, werden jeweils separat erfaßt. Gentechnisch hergestelltes Insulin für Zuckerkranke erscheint deshalb gleich 60-mal auf der Liste. Den Markt teilen sich der dänische Biotechnologie-Konzern Novo Nordisk und die amerikanische Firma Eli-Lilly.

Die Frankfurter Hoechst AG, einer der weltweit größten Insulin-Produzenten, ist dagegen gezwungen, Insulin weiterhin aus den Bauchspeicheldrüsen geschlachteter Schweine zu isolieren. Täglich müssen dafür rund elf Tonnen tierischer Organe von 100000 Tieren verarbeitet werden. Zwar verfügt auch der deutsche Pharmariese über das Know-How zur gentechnischen Insulin-Herstellung samt zugehöriger Patente und einer 100 Millionen Mark teuren Produktionsanlage.

Was fehlt ist jedoch die erforderliche Produktionserlaubnis. Nach jahrelangem Streit mit der zuständigen Genehmigungsbehörde, dem Regierungspräsidium in Gießen, war zum 1. Januar zunächst der Probebetrieb genehmigt worden. In öffentlichen Anhörungen soll ab Juni der Antrag auf „Produktion von Humaninsulin mit gentechnisch veränderten Bakterien“ erörtert werden.

In Frankfurt macht man die im Gentechnikgesetz vorgeschriebene Öffentlichkeitsbeteiligung und die „politische Situation“ im rot-grün regierten Bundesland Hessen für die Verzögerungen verantwortlich. Der für die Biotechnologie zuständige Sprecher der Firma, Dr. Dieter Brauer, schildert die Konsequenzen aus den bisherigen Erfahrungen: „Es ist für uns nicht zumutbar, hier ein Produkt zu entwickeln. Unsere Anlagen in den USA, in Frankreich und in Japan wurden deshalb in den letzten 18 Monaten entsprechend ausgebaut.“ Ebenfalls im Ausland läßt Hoechst derzeit eine Reihe von Substanzen prüfen, vom blutgerinnsellösenden Eiweiß Hirudin bis zum Blutgerinnungsfaktor XIII.

Das Pech der Hoechster scheint auch deren Tochterfirma anzuhaften, den Marburger Behring-Werken, die erst kürzlich die Produktion von Erythropoietin (Epo) einstellen mußten. Im Patentstreit um das blutbildende Eiweiß zog man den Kürzeren gegenüber der amerikanischen Konkurrenz. Die juristische Auseinandersetzung bedroht auch den zweiten deutschen Epo-Anbieter, Boehringer Mannheim, wo die Bioreaktoren gegenwärtig allerdings noch weiterlaufen. Rund 20000 deutsche Dialysepatienten erhalten die Substanz regelmäßig um die Vermehrung der roten Blutkörperchen anzuregen und dadurch Müdigkeit und Leistungsschwäche zu bekämpfen. Gegen einen Mangel an weißen Blutkörperchen hat die US-Firma Amgen den Granulozyten-Kolonien-stimulierenden Faktor (G-CSF) verfügbar gemacht. Er trägt unter anderem dazu bei, die Nebenwirkungen einer Chemotherapie abzumildern.

Langsamer als erwartet verläuft indes die Markteinführung des Tumor Nekrose Faktors (TNF), der in der Krebstherapie und möglicherweise bei der Behandlung von Unfallopfern zum Einsatz kommen soll. Noch vor wenigen Jahren war die Fachwelt entzückt über die Fähigkeit des Moleküls, Krebsgeschwulste im Tierversuch regelrecht aufzulösen. Inzwischen mehren sich die Hinweise auf gravierende Nebenwirkungen, möglicherweise begünstigt TNF sogar die Entstehung von Tochtergeschwüren.

Trotz der gedämpften Erwartungen hält man bei der Ludwigshafener BASF-Tochter Knoll AG daran fest, daß die klinischen Daten die Weiterentwicklung rechtfertigten. Seit zwei Jahren liegt eine Produktionserlaubnis für jährlich 500 Gramm vor. Diese Menge wäre ausreichend, um ganz Europa zu versorgen – doch steht die gesetzliche Zulassung noch aus.

Weitgehend unberührt von den Problemen der deutschen Hersteller scheint man allein im schwäbischen Biberach. Dort produziert die Dr. Karl Thomae GmbH mit Hilfe gentechnisch veränderter Hamsterzellen den „menschlichen Plasminogenaktivator“. Das Eiweiß ist in der Lage, Blutgerinnsel innerhalb kürzester Zeit aufzulösen und kommt daher beim Herzinfarkt zum Einsatz. Im vergangenen Jahr erzielte das Medikament unter dem Marktnamen Actilyse einen weltweiten Umsatz von 155 Millionen Mark.

Doch selbst diese Bilanz offenbart bei näherer Betrachtung einige Schönheitsfehler: So wurde der überwiegende Teil der Entwicklungsarbeiten von der kalifornischen Pionierfirma Genentech geleistet. In Biberach produziert man lediglich als Lizenznehmer der Amerikaner. Außerdem kam eine groß angelegte klinische Studie (ISIS-III) zu dem Schluß, das Konkurrenzpräparat Streptokinase, das seit 17 Jahren mit konventionellen Methoden aus Bakterien isoliert wird, sei genauso wirksam wie der menschliche Plasminogenaktivator (t-PA) und würde überdies seltener zu schweren Nebenwirkungen führen. Der für die Krankenkassen gewichtigste Unterschied aber ist der Preis: t-PA kostet zehnmal so viel wie Streptokinase.

Verständlich, daß sich Professor Rolf Werner bemüht, die ISIS-Studie auseinander zu nehmen. Schuld sei das „weniger wirksame“ t-PA des Konkurrenten Wellcome, welches zum Vergleich herangezogen wurde, sagte der Leiter der biotechnologischen Produktion. Neue Studien, die allerdings noch nicht abgeschlossen sind, sollen schon bald die Überlegenheit des menschlichen t-PA über die bakteriellen Billigeiweiße untermauern.

Weniger wirksam als erhofft sind ohne Zweifel die Interferone, welche bis vor wenigen Jahren als „Wundermittel gegen den Krebs“ gepriesen wurden. Die vielen Vertreter dieser Substanzklasse werden auf dem deutschen Markt unter anderem von Hoffmann-La Roche, Schering-Plough, Basotherm und Biogen verkauft, nicht jedoch von einheimischen Unternehmen. Obwohl auch die Interferone den überhöhten Erwartungen nicht gerecht werden konnten, kommen sie heute im Kampf gegen verschiedene Hepatitisviren und gegen Herpes-Infektionen des Auges zum Einsatz. Außerdem haben sie sich bei einer seltenen Art von Blutkrebs und bei einer besonders schweren Form der Arthritis bewährt.

Die verwandten Interleukine werden seit vier Jahren als Therapeutika eingesetzt bei so verschiedenen Krankheiten wie Aids, Krebs und rheumatoider Arthritis. Ein halbes Dutzend Anbieter teilen sich hier den Markt, zumindest vorerst ohne deutsche Beteiligung. Weltweit stecken derzeit nach Angaben von Professor Jürgen Drews rund 140 gentechnisch produzierte Medikamente in der klinischen Prüfung. Der Forschungs- und Entwicklungskoordinator bei Hoffmann-La Roche schätzt, daß etwa ein Drittel dieser Produkte die Tests überstehen und in etwa sechs Jahren zur Verfügung stehen werden.

Trotz ihrer geringen Zahl haben die heute zugelassenen Produkte aus dem Genlabor dem Gros der „normalen“ Pillen und homöopathischen Mittelchen einiges voraus: Sie haben äußerst strenge Prüfverfahren hinter sich gebracht. Nur jedes fünfte in Deutschland erhältliche Medikament kann dies für sich in Anspruch nehmen. Der Rest wurde noch vor Inkrafttreten des Arzneimittelgesetzes 1978 auf den Markt geworfen und konnte wegen chronischer Überlastung der obersten Gesundheitswärter noch immer nicht auf Herz und Nieren geprüft werden.

(erschienen in den VDI-Nachrichten am 18. Juni 1993)

Gentechnik für Lebensmittel: sicher oder nicht?

Schon vor 30 Jahren wurde über die Sicherheit gentechnisch veränderter Lebensmittel gestritten. Die Diskussion war wichtig, aber im Gegensatz zu Bio-Sprossen und Bibeleskäs ist bisher niemand an Genfood gestorben. Hier im Rückblick zwei Standpunkte, über die ich damals mit wenigen Tagen Abstand in der Ärzte-Zeitung berichtet habe:

Pro

Gentechnisch modifizierte Lebensmittel sind a priori nicht unsicherer als konventionell hergestellte. Dieser Meinung ist Professor Dr. Klaus Dieter Jany von der Karlsruher Bundesforschungsanstalt für Ernährung.

Im Ernährungsbereich habe die Gewinnung von Hilfs- und Zusatzstoffen mit Hilfe der neuen Technologie das Experimentierstadium bereits hinter sich gelassen. Dasselbe gelte für den Einsatz intakter genmanipulierter Mikroben und Pflanzen. Lediglich bei der Züchtung transgener Tiere sei man noch in der Entwicklung, so der Ernährungsphysiologe auf dem 30. Wissenschaftlichen Kongreß der Deutschen Gesellschaft für Ernährung in Bonn.

Bio- und Gentechnologie spiegelten die konsequente Fortentwicklung traditioneller Verfahren zum Wohle des Menschen wider. Auch bei der konventionellen Züchtung von Tieren, Pflanzen und Mikroben stehe der Wunsch im Vordergrund, den Organismen neue Eigenschaften zu verleihen. An die Stelle der willkürlichen und zufälligen Erbgutänderungen in der klassischen Zucht trete die gezielte Genverpflanzung. „Die potenziellen Risiken der Gentechnik im Ernährungsbereich sind daher nicht anders zu bewerten als die der konventionellen Zuchtmethoden; die veränderten Nukleinsäuren selbst stellen kein Risikopotential dar.“

Allerdings seien an die Molekularbiologen eine Reihe von Forderungen zu richten, fügte Jany einschränkend hinzu. Dazu gehörten die genaue Kenntnis des Spender- und des Empfängerorganismus sowie der

Übertragungsmethode und anderer biologischer Parameter. Der „Ehrenkodex“ gebiete, daß gentechnisch veränderte Organismen, wie sie etwa in Bier oder Joghurt zum Einsatz kommen· können, keine Antibiotikaresistenzgene mehr enthalten dürften. Hinsichtlich der neuen Produkte müßten schließlich auch die Gebrauchs-, Verbrauchs- und Verkehrsgewohnheiten der Konsumenten im Detail berücksichtigt werden, um zum Beispiel die Entstehung von Allergien zu verhindern.

Contra

Was für Arzneimittel üblich ist, fordert der Allergiker-und Asthmatikerbund (AAB) auch für Nahrungsmittel und Kosmetika: Eine Deklarationspflicht für alle Inhaltsstoffe, deren prozentualen Gehalt sowie zusätzlich die Angabe des Herkunftslandes. Die Realisierung des EG-Binnenmarktes habe dagegen eine weitere Verwässerung des ohnehin schon mangelhaften deutschen Lebensmittelrechtes erbracht, sagte der Vorsitzende der Organisation Professor Martin Schata auf dem 8. Deutschen Allergie- und Asthmatag.

Derzeit leiden etwa 14 Prozent der Bevölkerung an einer Nahrungsmittelallergie. Sie reagieren mit Magen-Darm-Störungen, Migräne, Gelenkschmerzen, Atemnot, Nesselfieber und anderen Symptomen auf den Genuß „ihrer“ Allergene, so Schata. Besonders gefährdet durch eine ungenügende Deklarationspflicht seien dabei diejenigen Allergiker, die bereits auf kleine Mengen Milchproteine oder Zusatzstoffe reagieren.

Schata kritisierte auch die EG-weite Absenkung des Qualitätsmaßstabes auf den kleinsten gemeinsamen Nenner. Es könne zum Beispiel nicht im Sinne der Betroffenen sein, daß Aromastoffe auf dem deutschen Markt zugelassen werden, nur weil sie bereits in anderen EG-Ländern gebraucht werden.

Gefahr droht nach Angaben des Verbands auch von einer veränderten Handhabung der Verkehrssprache. Produkte, die auf den deutschen Markt gelangen, müßten für den Käufer klar – also auch in deutscher Sprache – deklariert werden. „Mit großer Sorge betrachten wir den Einzug der Gentechnik in die Nahrungsmittelproduktion“, so Schata.

Zwar setze man große Hoffnung auf diese Methode, was die Herstellung von Arzneimitteln und die Entwicklung neuer Therapien angehe, in der Lebensmittelproduktion sei die Gentechnik jedoch „völlig überflüssig.“ Erste Untersuchungen in seinem Labor hätten gezeigt, daß gentechnologisch hergestellte Enzyme beim Einsatz in Nahrungsmitteln eine wesentlich erhöhte Allergenität aufwiesen gegenüber naturbelassener Nahrung.

(erschienen am 18. Mai und 29. April 1993 in der Ärzte-Zeitung)

Freilandversuche für „Gen-Rüben“ genehmigt

Rund 14.000 Zuckerrüben und exakt 384 Kartoffeln sollen im Laufe der nächsten Wochen auf niedersächsischen und bayrischen Ackern angepflanzt werden. Nichts Besonderes, sollte man meinen, doch die Pflänzchen haben es in sich: beide Gewächse sind gentechnisch verändert.

Für Reinhard Nehls, Laborchef bei der Kleinwanzlebener Saatzucht (KWS) in Einbeck, liegen die Vorteile der modernen Biologie buchstäblich auf der Hand: In der Rechten hält er eine fette, schwere und offensichtlich gesunde Zuckerrübe, „so wie sie der Bauer haben will“. In der Linken dagegen ein kleines, schwarzes, mit Wurzelhaaren übersätes Gewächs, das sich bei näherer Betrachtung als infizierter Artgenosse der Vorzeigerübe entpuppt. „So kann es aussehen, wenn die Rizomania zuschlägt.“

Dem mittelständischen Unternehmen ist es gelungen, Zuckerrüben mit Hilfe gentechnischer Methoden vor der Viruskrankheit zu schützen. Die Rizomania, auch „Wurzelbärtigkeit“ genannt, hat sich in den letzten Jahren in ganz Europa ausgebreitet und verursacht deutschen Landwirten jährliche Ernteverluste in Millionenhöhe. Hauptbetroffene sind Familienbetriebe, für die die Zuckerrüben eine der wichtigsten Einnahmequellen darstellen.

Rund 5000 Landwirte waren es auch, die in einer Unterschriftenaktion den Antrag der KWS unterstützten, die genmanipulierten Pflanzen dort zu testen, wo sie gebraucht werden – auf dem Acker. Wie berichtet, hat das Berliner Bundesgesundheitsamt jetzt nach einem halbjährigen Genehmigungsverfahren die Einsprüche von rund 3000 Einwendern zurückgewiesen, weil von dem Experiment „nach dem Stand der Wissenschaft keine schädlichen Einwirkungen auf Leben und Gesundheit von Menschen, Tieren und. Pflanzen sowie die sonstige Umwelt“ zu erwarten seien.

Um die Pflanzen gegen den Angriff der schädlichen Viren immun zu machen, isolierten die KWS-Wissenschaftler zunächst ein Gen aus dem Ernteschädling, welches die Informationen zur Herstellung eines Eiweißes der Virushülle enthüllt. Die Anwesenheit dieses, für den Menschen ungiftigen Moleküls in der Zuckerrübe verhindert die Vermehrung des Parasiten in der Pflanze. Ziel der Bemühungen war es deshalb, Zuckerrüben zu züchten, die neben Tausenden eigener Inhaltsstoffe zusätzlich das fremde Eiweiß produzieren. Dabei kam den Forschern die Tatsache zugute, daß die Erbinformationen aller Lebewesen in der gleichen „Sprache“ geschrieben sind. Die virale „Gebrauchsanleitung“ zur Herstellung des Eiweißes kann somit auch von der Zuckerrübe gelesen und in ein fertiges Produkt umgesetzt werden. Einzige Voraussetzung: das entsprechende Gen muß auf die Rübe übertragen und dort möglichst dauerhaft ins eigene Erbgut integriert werden.

Die Molekularbiologen bedienten sich dazu eines Bodenbakteriums, welches auch unter natürlichen Bedingungen in der Lage ist, Erbsubstanz in Pflanzen einzuschmuggeln. Agrobacterium tumefaciens, so der wissenschaftliche Name der Mikrobe, ist deshalb rund um den Globus als „Genfähre“ im Einsatz. Die in Einbeck entwickelten Rüben trotzen – zumindest in Labors, Klimakammern und Gewächshäusern – schon seit Jahren dem Rizomania-Virus. Dort erklärte jetzt inmitten Tausender von Pflanzen der Vorstandsprecher der KWS, Andreas Büchting: „Jetzt ist der Zeitpunkt gekommen, die transgenen Zuckerrüben auch unter den praktischen Bedingungen der Landwirtschaft – in freier Natur also – zu testen.“

Ähnliche Versuche haben im Ausland bisher über l000 mal stattgefunden, in zwanzig Fällen wurde dabei mit Zuckerrüben experimentiert. Gemeinsam mit der KWS erhielt auch das Institut für Genbiologische Forschung Berlin (IGF) die Erlaubnis, gentechnisch veränderte Kartoffeln im Freiland zu testen. Durch das gezielte Abschalten einer Erbanlage ist es den Molekularbiologen gelungen, die Erdäpfel zu potenziellen Rohstofflieferanten für die Stärke-Industrie umzufunktionieren. Sobald die letzten Nachtfröste vorbei sind, sollen exakt 384 transgene Kartoffeln den Zuckerrüben im Freiland Gesellschaft leisten.

Stärke ist ein besonders vielseitiger Rohstoff, der unter anderem in der Papier- und Pappeherstellung, für Chemikalien und‘ Arzneimittel, für Klebstoffe und im Textilbereich benötigt wird. Auch für die Produktion umweltfreundlicher, biologisch abbaubarer Kunststoffe wird Stärke gebraucht. Dieser „Kunststoff“ könnte zukünftig auf dem Acker wachsen, hofft Professor Lothar Willmitzer vom IGF. Besser als gewöhnliche Kartoffeln seien dafür die genmanipulierten Pflanzen geeignet, weil diese nur noch eine statt der üblichen zwei verschiedenen Stärkeformen produzieren.

Der Bauer erhält so einen einheitlichen Rohstoff mit klar definierten Eigenschaften, dem auf dem freien Markt gute Absatzchancen eingeräumt werden. Doch bis dahin ist es für die transgenen Kartoffeln und Zuckerrüben noch ein weiter Weg: vermarktungsfähige Produkte, so heißt es in einer Erklärung der KWS, stehen frühestens um das Jahr 2000 zur Verfügung.

(mein erster Artikel für die „Stuttgarter Zeitung“, erscheinen am 17. April 1993)

Kommentar: Die Angst vor der Gentechnik

Wer sich in Deutschland eine fundierte Meinung zur Gentechnik bilden will, hat’s schwer. Die Berichte sind oft widersprüchlich. Ganzseitige Anzeigen der „Deutschen chemischen Industrie“ fördern eher das Miß- denn das Vertrauen. Auf der Mattscheibe wird ebenfalls gestritten, und das auf allen (deutschen) Kanälen. Je nach Gemüt und Sachverstand präsentieren da Experten und solche, die sich dafür halten, ihre ganz persönliche Meinung. Mal laut schreiend, dann wieder bedächtig-gewichtig vorgetragen, hören wir die Thesen vom drohenden Bio-GAU oder der Schlüsseltechnologie des dritten Jahrtausends.

Dabei wollte man doch nur eine einfache Antwort auf eine einfache Frage: Wie gefährlich ist die Gentechnik? Nun denn: Sie ist längst nicht so gefährlich wie ein Verbrennungsmotor, lautet die auf den ersten Blick etwas verwirrende Antwort. Ebenso wie die Gentechnik ist auch ein Motor nichts weiter als ein Mittel zum Zweck, ein Werkzeug, das einen Rasenmäher ebenso in Bewegung versetzen kann wie einen Panzer.

Keiner käme deshalb auf die Idee, in Deutschland ein generelles Produktionsverbot für Motoren aller Art vorzuschlagen, bis alle potenziellen Risiken dieser Technik geklärt sind. Kein „potenzielles Risiko“, sondern eine ganz konkrete Folge waren mehr als 1.000 Tote und 400.000 Verletzte. Dies sind wohlgemerkt nicht die Opfer der Gentechnik, sondern die Opfer des gesamtdeutschen Straßenverkehrs 1992.

Zum Vergleich: Selbst Kritiker der Gentechnik können 20 Jahre nach Einführung der Methode lediglich auf zwei Forscher des Pariser Pasteur-Instituts verweisen. Sie verstarben an seltenen Hirntumoren, deren Ursache noch immer umstritten ist. Auf der „Haben“-Seite präsentiert die Gentechnik heute unter anderem: einen Bluttest zum Nachweis des Aids-Virus, ohne den kein OP-Patient vor dem tödlichen Erreger sicher wäre, Impfstoffe gegen Herpes und Hepatitis B, gut 150 Medikamente allein auf dem deutschen Markt und die ersten Erfolge bei der Therapie bisher unheilbarer Erbkrankheiten.

Natürlich rechtfertigt diese Bilanz noch lange keinen Freibrief für alle möglichen Anwendungen der Gentechnik. Und diejenigen, die eine Technologie des „hundertprozentig sicher“ anpreisen, offenbaren damit lediglich, daß sie von Mathematik und Naturwissenschaften wenig Ahnung haben. Umgekehrt erkennt der Laie den seriösen Forscher in einer Talkshow daran, daß er nichts, aber auch gar nichts völlig ausschließen will. Das macht ihn zur leichten Beute derjenigen, die nicht müde werden, vor beifällig nickendem Publikum auf ein „Restrisiko“ hinzuweisen, und sei es auch noch so weit hergeholt.

Nach getaner Arbeit steckt man sich dann eine Zigarette an (200.000 Tote jährlich), trinkt noch ein Bierchen oder zehn (25.000 Tote) und fährt zufrieden nach Hause (siehe oben). Soziologen haben für dieses scheinbar schizophrene Verhalten eine einleuchtende Erklärung parat: Die Angst vor einer Technologie nimmt zu, je weniger man damit in seinem Alltagsleben konfrontiert wird.

Der Umgang mit Auto, Computer, Telefon und Telefax, aber auch mit Alkohol und Nikotin gilt als „normal“ und daher ungefährlich. Das Vermischen und der Austausch von Erbmaterial erscheinen dagegen als unnatürlich, ein Gen als bedrohlich, weil die meisten Menschen weder das eine noch das andere jemals zu Gesicht bekommen.

Das Vermischen von Erbmaterial aber – man erinnert sich an längst vergessene Schullektionen – steht am Anfang unserer Existenz, geschieht vor und nach der Befruchtung der mütterlichen Eizelle durch eine Samenzelle des Vaters. Erbmaterial wird aber auch zwischen den Arten ausgetauscht. Weitgehend plan- und ziellos erfolgt der Gentransfer zum Beispiel zwischen den Hunderten verschiedener Arten von Bakterien und Viren, die sich in und auf dem Körper eines jeden gesunden Menschen finden.

Neu ist lediglich, daß Wissenschaftler heute einzelne Gene gezielt übertragen – im Gegensatz zur klassischen Zucht von Tier und Pflanze, die dagegen viel eher einem Glücksspiel gleicht. Anstelle der sinnlosen Forderung an die „Gentechniker“, eine Unbedenklichkeitsgarantie für die Ewigkeit abzugeben, sollte endlich die offene Diskussion über Vor- und Nachteile der jeweiligen Projekte treten. Wollen wir neue Arzneimittel und Impfstoffe, ja oder nein? Wollen wir krebskranken Menschen die Chance einer Gentherapie eröffnen, oder reichen die herkömmlichen Behandlungsmethoden aus?

Gefragt werden muß aber auch: Wollen wir die Methode einsetzen, um Geschmack oder Haltbarkeit unserer Lebensmittel zu verbessern? Ist es sinnvoll, die Milchleistung von Kühen oder die Größe von Kartoffeln weiter zu steigern? Werden genmanipulierte Pflanzen Schädlingsbekämpfungsmittel überflüssig machen oder den Einsatz von Herbiziden noch erhöhen?

Nur am Rande sei darauf hingewiesen, daß sich mit dem gleichen Recht ganz andere Fragen stellen ließen, etwa in der Art: Brauchen wir tonnenschwere Edellimousinen, die auf dem Weg von Hamburg nach München ein mittelgroßes Aquarium voller Benzin verbrennen, brauchen wir Stereoanlagen für 30.000 Mark, müssen wir im Urlaub nach Acapulco fliegen? Wir müssen natürlich nicht. Wir brauchen all diese Dinge ebensowenig wie Designerjeans und Seidenkrawatten – aber mit welchem Recht wollte man sie uns verweigern?

(erschienen in „DIE WELT“ am 22. Februar 1993)

Nachgefragt: Was UV-Strahlung mit Pflanzen macht

In meinem ersten Beitrag für „Bild der Wissenschaft“ hatte ich jede Menge Platz, um ein ziemlich komplexes Thema ausführlich darzustellen. Hintergrund war die steigende UV-Belastung infolge des Ozonloches und die Frage: „Wie reagieren eigentlich Pflanzen auf die veränderten Bedingungen?“. Die kurze Antwort: Unter starker Sonnenbestrahlung wachsen viele Pflanzen nicht nur schlechter, auch ihre Bestandteile verändern sich. Teilweise extrem: Grüne Bohnen werden unversehens zum Verhütungsmittel.

Die Pflanzenwelt wird überleben, auch wenn die Hälfte des schützenden Ozons über unseren Köpfen verschwinden sollte, da ist sich Prof. Eckard Wellmann vom Biologischen Institut II der Universität Freiburg sicher. Allerdings – ob wir die Pflanzen dann noch essen können, bezweifelt er.

Solche Bedenken hat auch Prof. Manfred Tevini am zweiten Botanischen Institut der Universität Karlsruhe. Beide Wissenschaftler beschäftigen sich seit Jahrzehnten mit den Auswirkungen verstärkter ultravioletter Strahlung auf Pflanzen. Die größte Rolle spielt dabei das sogenannte kurzwellige UV-Licht – jener Anteil des Sonnenlichts, der Eiweiße und Erbsubstanz aller Lebewesen massiv schädigen könnte, wenn nicht der Ozonschild in zehn bis vierzig Kilometer Höhe davor schützen würde.

Wegen der fortschreitenden Verdünnung der Ozonschicht wird aber der Bruchteil dieser Strahlung, der den Erdboden erreicht, ständig größer. UV-B, mit einer Wellenlänge zwischen 280 und 320 Nanometern, auch als „biologisch aktive“ UV-Strahlung bezeichnet, steht daher im Mittelpunkt der Umwelt-Forschung.

Ob die Schutzmechanismen von Tieren und Pflanzen, die sich im Laufe von etwa drei Milliarden Jahren an die zum Erdboden gelangende Reststrahlung angepaßt haben, auch in Zukunft noch wirken werden, scheint zweifelhaft. Gleichzeitig ist aber noch so wenig über die Bandbreite natürlicher UV-Toleranz bekannt, daß die meisten Wissenschaftler nur hinter vorgehaltener Hand darüber spekulieren, wieviel Prozent Ozonschwund verkraftet werden kann, bevor ganze Ökosysteme zusammenbrechen.

Schon die Messung der auf dem Erdboden ankommenden UV-B-Strahlung mache große Schwierigkeiten. Auf der Tagung „UV-B Monitoring Workshop“ die im März 1992 in Washington stattfand, mußten die versammelten Experten einräumen, daß befriedigende Meßwerte bislang fehlten. „Es gibt die nötigen Meßgeräte nicht, und die Auswirkung von Wolken ist bis heute in keinem Modell berücksichtigt“, formuliert Wellmann das Problem.

Auch exakte Labor-Experimente sind nicht möglich. Das natürliche UV-Licht der Sonne ist – trotz Speziallampen und Filter – noch immer nicht genau simulierbar: Die UV-Strahlung, die uns erreicht, ist das Ergebnis komplexer Wechselwirkungen zwischen Sonnenlicht und Atmosphäre mit ihren verschiedenen Schichten und läßt sich daher nicht exakt nachahmen.

Erschwert wird die Vorhersage auch dadurch, daß nicht alle Pflanzen auf vermehrte UV-Bestrahlung gleich reagieren: Wellmann hat bei seinen Experimenten „riesige Unterschiede in der Empfindlichkeit“ festgestellt.

Von etwa 200 Arten, die Wellmann, Tevini und andere untersucht haben, erwiesen sich etwa 130, darunter Erdbeeren, als UV-B-empfindlich: Sie blieben im Wachstum deutlich hinter unbestrahlten Artgenossen zurück.

Jede dritte Art aber kommt auch mit einer Reduktion der Ozonschicht um vierzig Prozent noch gut zurecht. „Wie hoch die Toleranz der Pflanzen entwickelt ist, sieht man allein schon daran, daß manche in Deutschland heimische Gewächse auch am Äquator gut gedeihen“, sagt Wellmann. Und tropische Gewächse müssen seit jeher mit einer UV-B-Strahlung fertig werden, die fünfmal so stark ist wie in gemäßigten Breiten.

Was aber passiert, wenn die Strahlung in unseren Breiten noch weiter zunimmt? Für Prof. Tevini stellt sich die Frage, ob die UV-Resistenz nicht schon jetzt am Umschlagen ist. Doch er hält die Auslese von UV-resistenten Sorten prinzipiell für möglich. Das ist allerdings aufwendig, kostet viel Geld – und das ist derzeit knapp. Tevini fordert daher ein mit Geldmitteln gut ausgerüstetes Schwerpunktprogramm, um die biologischen Konsequenzen vermehrter UV-B-Strahlung zu erforschen.

Möglicherweise wird man schon in wenigen Jahren gezwungen sein, südliche Sorten, die UV-toleranter sind als einheimische, auch im Norden zu pflanzen. Ein Problem ist, daß nicht nur die Arten, sondern auch die verschiedenen Sorten derselben Art auf UV-Strahlung verschieden reagieren. Außerdem sind die verschiedenen Entwicklungsstadien einer Pflanze mehr oder weniger empfindlich: Mal sind die Keimlinge besser geschützt, mal sind es die fruchttragenden Pflanzen.

Eine der wenigen detaillierten Studien hat Dr. Alan Teramura, Botaniker an der amerikanischen University of Maryland, an Sojabohnen vorgenommen. Von 23 Sorten erwiesen sich 7 als unempfindlich gegenüber erhöhter UV-Strahlung, 2 Sorten brachten sogar höhere Erträge. Mit niedrigerem Trockengewicht, reduziertem Wachstum und verringerter Blattfläche reagierten dagegen14 der 23 Sorten. Die Ernteverluste im Feld betrugen für diese UV-sensitiven Pflanzen bis zu einem Fünftel. Ausgerechnet die ertragreiche Sorte „Essex“, die derzeit von amerikanischen Farmern bevorzugt wird, erwies sich als besonders empfindlich. Die UV-toleranten Sojabohnen vom weniger ertragreichen Typ „Williams“ dagegen wurden in den letzten Jahren immer seltener angebaut.

Sorgen machen sich die Forscher aber weniger um die amerikanische oder europäische Landwirtschaft mit ihren gewaltigen Überschüssen. Für Tevini sind Hungerkatastrophen durch Ernteverluste in den Entwicklungsländern die größte Bedrohung. Vielleicht, so die Hoffnung einer Handvoll Optimisten, lassen sich wichtige Kulturpflanzen eines Tages aber auch mit Hilfe der Gentechnik derart manipulieren, daß die Hungerkatastrophe vermieden werden kann.

Das Interesse an den natürlichen Schutzmechanismen landlebender Pflanzen ist daher mehr als nur Grundlagenforschung. Etwa zwölf Millionen Mark hat das Bundesforschungsministerium seit 1978 bereitgestellt, um die Auswirkung von UV-B-Strahlung auf lebende Organismen zu ergründen – zu wenig, urteilt der Freiburger Biologe Wellmann. Ein geeignetes Schwerpunktprogramm, so schätzen die Experten, würde zehn bis zwanzig Millionen Mark im Jahr kosten.

Die bisherigen Ergebnisse bei Labor-, Treibhaus- und freiwachsenden Pflanzen: Landlebende Pflanzen wehren sich gegen vermehrte UV-Strahlung. Erst werden in der äußersten Zellschicht, der Epidermis, Schutzpigmente gebildet, die zur Gruppe der Flavonoide gehören. Von besonderer Bedeutung sind dabei die farblosen oder gelben Flavone, Pflanzenfarbstoffe, die ultraviolette Strahlung absorbieren und so die empfindlichen Zellbestandteile, einschließlich der Erbsubstanz in Zellkern und Chloroplasten schützen.

In der Natur beginnt die Farbstoffproduktion schon, ehe die Keimlinge den Boden durchstoßen. Wenige Lichtquanten, die in den Boden eindringen, reichen aus, die Flavonoid-Synthese zu starten. Ema dreißig Gene sind daran beteiligt. Auch die zugehörigen Eiweiße sind bekannt. Im Experiment läßt sich die Folge erhöhter UV-Strahlung gut beobachten. Keine halbe Stunde nach Beginn der Bestrahlung bezeugt die Anwesenheit von Boten-RNA die vermehrte Genaktivität. Wieder eine halbe Stunde später finden sich die ersten Eiweiße und nach insgesamt zwei Stunden läuft die Flavonoid-Synthese auf Hochtouren. Offensichtlich wird der gesamte Block von Flavonoid-bildenden Enzymen gleichzeitig angeworfen.

Für die Praxis bedeutet dies, daß die Genmanipulation für die Flavonoid-Synthese viel zu kompliziert und wenig erfolgversprechend ist. Ein einziges Kontrollgen, dessen Aktivität die Bildung von Schutzpigmenten reguliert, wäre den Pflanzenzüchtern lieber gewesen. Durch züchterische Auswahl oder Gentransfer hätte man UV-sensitive Pflanzen dann eher schützend manipulieren können.

Tevini arbeitet zurzeit daran, das Bindeglied zwischen einfallenden UV-Strahlen und vermehrter Flavonoid-Synthese aufzuspüren. Woher „wissen“ die Pflanzen, daß Gefahr droht? Prof. Tevini hat eine vorläufige Antwort: In Roggenkeimlingen isolierte er eine Substanz – Zimtsäure -, die in zwei verschiedenen Spielarten auftritt. Als trans-Zimtsäure hemmt das Molekül mit Hilfe eines komplizierten Kontrollmechanismus die Synthese der Flavonoide. Bestrahlt man die trans-Zimtsäure jedoch mit ultraviolettem Licht, so verwandelt sich das Molekül in cis-Zimtsäure.

Der Clou: die cis-Zimtsäure hebt die Blockade der Flavonoid-Synthese wieder auf, möglicherweise werden sogar einige Gene aktiviert, die an der Bildung des pflanzlichen Schutzschildes mitwirken.

Ob das Prinzip, das Tevini am Roggen untersucht hat, auch bei anderen Pflanzen gilt, ist jedoch keineswegs sicher. Und selbst wenn sich die beobachtete Wechselwirkung zwischen Zimtsäure und UV-Strahlung als ein in der Pflanzenwelt weitverbreitetes Prinzip erweisen sollte, ist damit noch nicht viel gewonnen. Zum einen ist derzeit nicht klar, wo der Schutzmechanismus an seine Grenzen stößt, zum anderen muß das, was für die Pflanze gut ist, für den Menschen noch lange nicht gut sein.

Denn Flavonoide und andere Substanzen, die als Reaktion auf „Umweltstreß“ gebildet werden, können die Inhaltsstoffe einer Pflanze drastisch verändern. So weisen amerikanische Untersuchungen darauf hin, daß die halluzinogenen Wirkstoffe der Cannabis-Pflanze zunehmen und der Proteingehalt bei Sojabohnen drastisch reduziert wird.

Während Basilikum mehr ätherische Öle produziere, was von Vorteil wäre, könnte der Genuß von Bohnen bei erhöhter UV-Strahlung unerwünschte Folgen haben. Denn Bohnen bilden nach UV-Bestrahlung Cumestrol, eine Substanz, die in der Wirkung dem Schwangerschaftshormon Östrogen vergleichbar ist. Die Konzentration von Cumestrol kann so hoch werden, daß der menschliche Hormonhaushalt durcheinandergebracht wird – die Bohne könnte unversehens zum Verhütungsmittel werden.

Die Problematik läßt sich auf einen Nenner bringen: Unsere Ernährungsgewohnheiten haben sich in Jahrtausenden auf die Inhaltsstoffe unserer Kulturpflanzen eingestellt. Wie unser Körper mit den „Sonnen-manipulierten“ Pflanzen umgehen wird, weiß niemand genau zu sagen.

Neben der Bildung von Flavonoiden verfügen die Pflanzen allerdings noch über einen zweiten Schutzmechanismus, der für den Menschen ungefährlich ist. Das Enzym Photolyase kann geschädigte Erbsubstanz reparieren, ohne die Zusammensetzung der Pflanzen zu verändern: Die Photolyase löst Verbindungen zwischen den DNA-Bausteinen, den Thymidin-Dimeren, die als Folge der UV-Strahlung entstehen und für den Tod der getroffenen Zelle verantwortlich sind.

Voraussetzung ist auch hier, daß das solare Trommelfeuer nicht allzu stark wird. Ab einer gewissen Schwelle ist auch die Photolyase nutzlos. Allerdings wären Pflanzen, die größere Mengen Photolyase produzieren, vor vermehrter UV-Strahlung besser geschützt. Bevor die Pflanzengenetiker das verantwortliche Gen verändern können, muß es allerdings erst einmal gefunden werden. Anders als bei den Genen für die Flavonoid-Synthese tappt man hier derzeit noch im Dunkeln.

Die Chancen, daß Züchter und Molekularbiologen noch rechtzeitig Mittel und Wege finden, um die Folgen des Ozonschwundes für die Pflanzenwelt in Grenzen zu halten, sind daher äußerst gering.

(erschienen in „Bild der Wissenschaft“, Februar 1993)

Literatur: