Genetisch gemodificeerde organismen: stier Herman is allang niet meer de enige

De term genetische modificatie of manipulatie roept bij veel mensen de associatie met de stier Herman of de Chinese Crispr-cas baby’s. Deze ggo’s (of in het Engels gmo’s van ‘genetically modified organisms’) werden met veel sensatie gebracht in de media. Zijn alle ggo’s zo omstreden?

Een ggo is een organisme (een plant, dier, bacterie, etc) waarbij de mens in het laboratorium een gerichte en specifieke genetische verandering heeft aangebracht aan het DNA. Dit wordt ook wel genetische manipulatie genoemd, hoewel dat vaak een negatieve associatie heeft.

Een genetische verandering aan het DNA kan bijvoorbeeld een de reparatie van een bepaalde mutatie zijn. Het is ook mogelijk om een nieuw gen met een bijzondere eigenschap toe te voegen dat niet aanwezig was in het organisme. Ook stier Herman kreeg een nieuw gen: het menselijke gen voor lactoferrine. Zijn vrouwelijke nakomelingen zouden dit gen van hem erven. De bedoeling was dat deze koeien extra ontstekingsremmende stoffen in hun melk zouden hebben.

DNA aanpassen is onnatuurlijk… of toch niet?

Hondenrassen zijn gevormd door het selecteren van bepaalde eigenschappen. Twee honden met de juiste eigenschappen worden dan met elkaar gekruist. Zo blijft een hondenras ook in stand.  Maar zolang daar geen genetische veranderingen voor zijn aangebracht in een laboratorium, zijn huisdieren geen ggo’s. Het verschil is dat bij een ggo een combinatie van genen kan worden samengesteld, die bij normale voortplanting (natuurlijke kruising) niet voorkomt. Bovendien kost natuurlijk kruisen en selecteren veel meer tijd. Je hebt een heel aantal generaties nodig om één specifieke genvariant over te houden. Het is namelijk ook nodig om al het andere DNA, dat niet de gewenste eigenschap geeft, weer weg te selecteren.

Crispr-cas

Genetische aanpassingen kun je tegenwoordig ook maken met de revolutionaire gentechniek Crispr-cas. De bedenkers van deze techniek hebben in 2020 de Nobelprijs voor geneeskunde ontvangen. Dankzij Crispr-cas kan men nu eenvoudiger, goedkoper, sneller en effectiever ggo’s maken zelfs met hele kleine genetische verandering aan het DNA. Toepassingen van deze nieuwe technologie op de mens worden momenteel intensief, maar wel onder strikte regelgeving onderzocht op veiligheid. Toch zijn de verwachtingen van Crispr-cas voor toekomstige (biomedische) toepassingen hooggespannen.

Figuur: Drie vormen van genetische aanpassing
Links: Natuurlijke kruisingen: een individu met een gewenst kenmerk (de groene mutatie) wordt gekruist met een ander individu. Elke nakomeling heeft een mix van het DNA van beide ouders. Het kan veel generaties duren voordat alle nakomelingen het gewenste kenmerk hebben.
Midden: Genetische modificatie: de gewenste eigenschap wordt ingebracht door het DNA open te knippen op een specifieke plek en daar een nieuw stukje DNA in te plakken. Dit DNA wordt ingevoegd met behulp van een DNA-vector (de rode cirkel). Het nieuwe stukje DNA was oorspronkelijk niet bij dit individu aanwezig.
Rechts: Genetische modificatie met behulp van Crispr-cas: heel gericht het DNA op een bepaalde plek openknippen en als het ware herschrijven om de gewenste eigenschap te krijgen. 

Moeten we ons zorgen maken over ggo’s?

Een genetische verandering van het DNA kan worden doorgegeven aan nakomelingen en zo vele generaties overerven. Dat geldt dus ook voor door de mens aangebrachte veranderingen in een ggo. Bij het herstellen van een mutatie die een ziekte veroorzaakt, zijn de effecten van zo’n reparatie redelijk overzichtelijk, omdat het immers de ‘gezonde’ situatie is. Maar als niet alle eigenschappen van een nieuw gen duidelijk, dan is het effect op de volgende generaties moeilijk in te schatten. Bovendien is de locatie in het DNA waar het nieuwe gen wordt ‘ingebouwd’ ook van cruciaal belang, omdat het de werking van nabij gelegen genen flink kan verstoren. Kortom, de effecten van DNA-verandering kunnen ingrijpend zijn en daarom zijn er in Europa strikte voorwaarden van de overheid aan verbonden. Vaak is er zowel een vergunning nodig om ggo’s te maken, als een ethische goedkeuring over wat je precies met een ggo wilt en mag doen.