Het voorzorgsprincipe en de ontwikkeling van gene-drive-technologie
Een malariamug. Foto: Nechaevkon/Shutterstock
Wanneer er onzekerheid bestaat over het optreden van mogelijke ernstige risico’s bij innovatieve producten moet er voorzorg worden betracht. Zo wordt het voorzorgsprincipe in de praktijk gebracht. Maar wat betekent het toepassen van voorzorg voor de kansen van innovatie? In deze serie van artikelen over het voorzorgprincipe geven we inzicht in wat er in de praktijk bij de toepassing van het voorzorgsprincipe komt kijken. In dit artikel kijken we naar de rol van het voorzorgsprincipe bij gene-drive-technologie.
In het kort:
- Gene-drive-technologie is een manier om een wilde dier- of plantensoort snel en blijvend genetisch aan te passen.
- De technologie biedt wellicht de mogelijkheid om grote maatschappelijke problemen op het gebied van ecologie, gezondheid en landbouw op te lossen. Ze brengt ook nieuwe, onzekere en onbekende risico’s met zich mee.
- Het toepassen van het voorzorgsprincipe in de ontwikkeling van gene drives is belangrijk. Het kan ervoor zorgen dat er aandacht is voor de belangen van alle betrokkenen en toekomstige generaties.
In het algemeen duurt het lang voordat een genetische verandering in een plant of dier zich door een populatie verspreidt, omdat een gen slechts door de helft van de nakomelingen wordt geërfd. Een gene drive maakt de kans dat een eigenschap wordt doorgegeven aan het nageslacht vrijwel 100%. Het is een genetisch element dat de kans op overerving in het eigen voordeel beïnvloed. Op die manier kunnen de genetische kenmerken van een populatie snel en blijvend veranderen. Gene drives komen als fenomeen in de natuur voor. De introductie van de goedkope, snelle genome-modificatietechniek CRISPR-cas9 heeft het maken van synthetische gene drives aanzienlijk makkelijker gemaakt.
De technologie biedt nieuwe en ongekende mogelijkheden om veranderingen in de natuur aan te brengen. Gene-drive-onderzoekers en -ontwikkelaars zien in gene drives dé oplossing voor urgente problemen op het gebied van volksgezondheid, ecologie en landbouw. Tegenstanders spreken daarentegen van een extinctietechnologie, waarvan de ontwikkeling maar beter gestopt kan worden. De mogelijkheden en risico’s van een gene drive worden duidelijk in een van de meest genoemde toepassingen ervan; bij de bestrijding van malaria.
Gene drives kunnen alleen snel en efficiënt worden toegepast in organismen die zich geslachtelijk voortplanten, en die een korte generatietijd hebben. Bijvoorbeeld muggen (1 week) of muizen (10 weken). Op die manier kan een genetische variatie zich snel door een populatie verspreiden. Mensen of andere dieren met een lange generatietijd zijn niet geschikt. Het zou dan eeuwen duren voordat een gen zich door de populatie verspreidt heeft. Ook virussen of bacteriën kunnen niet met gene drives worden aangepast, omdat deze zich niet geslachtelijk voortplanten.
Wereldwijd zijn er verschillende ontwikkelaars en onderzoekers die zich met deze technologie bezighouden. Onder andere Target Malaria (gesponsord door de Bill & Melinda Gates Foundation), DARPA (een onderzoeksinstituut van het Amerikaanse ministerie van Defensie), en internationale niet-gouvernementele organisaties die natuur- en soortbehoud als missie hebben. Zoals Island Conservation.
Toepassingen van gene drives
Door middel van een gene drive is het wellicht mogelijk om muggen genetisch zo aan te passen dat ze de malariaparasiet niet meer in zich kunnen dragen, waardoor deze niet op mensen kan worden overgedragen. Een andere mogelijkheid die wordt onderzocht, is het maken van een drive die vrouwelijke muggen onvruchtbaar maakt. De muggenpopulatie die verantwoordelijk is voor het overbrengen van de malariaparasiet, kan zo op den duur uitsterven. Er is dus grote winst te behalen met de toepassing van een gene drive. Het kan leiden tot het uitbannen van een van de meest voorkomende infectieziektes die jaarlijks nog steeds vele levens eist. Daar staat tegenover dat de technologie mogelijk een hele soort uit kan roeien. Er bestaan grote verschillen in hoe acceptabel mensen het vinden om een gene drive in te zetten om een dergelijk doel te bereiken.
Andere mogelijke toepassingen van gene drives zijn: het uitroeien van uitheemse diersoorten die een bedreiging vormen voor de lokale biodiversiteit. Of het weerbaarder maken van dieren of planten tegen klimaatverandering.
Complexe vragen
Of het inzetten van gene drives voor de beoogde doeleinden de beste methode is, is niet zeker. Onder wetenschappers en critici zijn er twijfels over de technische haalbaarheid van gene drives. Zo zetten wetenschappers vraagtekens bij de mogelijkheid van gene drives om de complexiteit van ons ecosysteem te trotseren. Zo zijn er vragen over de stabiliteit van gemodificeerde organismen in het wild. Daarnaast bestaat er veel onzekerheid over de gevaren, risico’s en gevolgen van het inzetten van een gene drive.
De effecten van gene drives blijven niet makkelijk beperkt tot een bepaald land, omdat dieren of planten ongehinderd grenzen kunnen overschrijden. Dit zorgt voor een extra laag aan complexiteit. Het maakt regelgeving en besluitvorming omtrent de technologie lastig, en het zou zelfs kunnen leiden tot politieke conflicten. Wat als het ene land instemt met het inzetten van een gene drive, maar het buurland niet? Het lijkt vooralsnog niet mogelijk om gemodificeerde organismen binnen een bepaalde landsgrens te houden. Er zijn meerdere openstaande kwesties, waaronder: wie moeten er betrokken zijn bij de besluitvorming over het al dan niet gebruiken van gene drives? In welke gevallen moet de technologie worden toegepast? En welke belangen moeten meewegen, en in welke mate?
In eerdere artikelen schreven we dat, in het geval van onzekerheid over ernstige risico’s van nieuwe technieken, voorzorg moet worden betracht. Ook bij gene drives is dit van belang.
RECIPES
Dit artikel is gebaseerd op een van de tien case studies in het RECIPES project. Doel van de case studies is om meer inzicht te krijgen in de controverses en complexiteiten die spelen bij de toepassing van het voorzorgsprincipe ten aanzien van verschillende innovaties.
Met de uitkomsten van het RECIPES-project wil de EU voorop blijven lopen op wetenschappelijk gebied, door opnieuw te kijken naar het voorzorgsprincipe in relatie tot innovatie en grote maatschappelijke uitdagingen. Het project startte in januari 2019 en duurt drie jaar, met inmiddels een half jaar verlenging. Binnen RECIPES werken elf organisaties uit zeven Europese landen samen. De initiatiefnemer van dit consortium is de Faculteit der Rechtsgeleerdheid van de Universiteit Maastricht.
De risico's van gene drives
De risico’s van gene drives zijn afhankelijk van de dier- of plantensoort die wordt aangepast, de omgeving en de genetische verandering. Dat maakt een beoordeling en inschatting van de risico’s lastig. Grofweg zijn er risico’s op het gebied van milieu, gezondheid en regulatie. Gene drives hebben het vermogen om zich zelfstandig door een wilde dier- of plantpopulatie te verspreiden, en voor een blijvende verandering te zorgen. Dit is het grootste risico van de techniek. Het is evengoed óók de reden waarom sommigen de technologie als gamechanger zien in genetische modificatietechnieken.
Een zorg die critici uiten is dat er, ondanks goede bedoelingen, een onomkeerbare verandering in het ecosysteem wordt toegebracht. En dat terwijl de werking van deze technologie nog niet volledig is begrepen. De angst bestaat dat de gene drive muteert. Dit kan ook op andere plekken leiden tot een verandering in het DNA van een organisme. De gevolgen hiervan zijn onvoorspelbaar.
Daarnaast is een risico dat als deze techniek wordt ingezet om op een specifieke locatie een (uitheemse) soort uit te roeien, de kans bestaat dat de genetisch aangepaste soort zich verspreidt over de wereld. En zo ook andere populaties, en zelfs de gehele soort uitroeit. Vooralsnog is het niet mogelijk om de negatieve effecten van een gene drive een halt toe te roepen of volledig terug te draaien. Het is onbekend wat er in het ecosysteem gebeurt als een soort wegvalt. Wie neemt die niche over? En wat heeft dat voor invloed? Als de malariaparasiet wordt uitgeroeid, komt er dan een andere, nog virulentere parasiet voor in de plaats?
Een laatste risico ten aanzien van genetische modificatie is de brede beschikbaarheid en toegankelijkheid van de CRISPR-Cas9-techniek. Zeker als er meer bekend wordt over hoe gene drives gemaakt kunnen worden, zou de techniek ook gebruikt kunnen worden voor minder gunstige toepassingen. Misbruik ligt op de loer als de ontwikkeling en het gebruik van de technologie niet kunnen worden gecontroleerd en gereguleerd. In het verleden zijn insecten al gebruikt voor biologische oorlogsvoering. Met de gene-drive-technologie zouden terroristen op soortgelijke wijze grote schade kunnen veroorzaken.
Wetenschappelijke onzekerheid
Een toepassing van gene drives kán grote risico’s met zich meebrengen. Er bestaat echter wetenschappelijke onzekerheid over de waarschijnlijkheid van het optreden van deze risico’s, die wordt veroorzaakt door verschillende factoren.
Omdat gene drives worden losgelaten in de natuur, hebben ze een effect op verschillende ecosystemen. Er is vaak niet genoeg kennis over ecosystemen om goed te kunnen bepalen wat de gevolgen van het aanpassen of uitroeien van een soort zullen zijn. Dat maakt het ook lastig om de risico’s, en kansen daarop, vast te stellen.
Daar komt bij dat het complexe samenspel tussen dier en omgeving in de natuur niet goed na te bootsen is in een laboratorium. De ecologische, economische en sociale gevolgen laten zich moeilijk vangen in voorspellende computermodellen. Bovendien is het lastig om goede modellen te maken, omdat er op dit moment weinig gegevens zijn over (de gevolgen van) het loslaten van een gene drive. Dit soort data is niet te krijgen zonder een gene drive ook daadwerkelijk los te laten. En dat brengt weer dezelfde, eerder genoemde, onzekerheden en risico’s met zich mee. Het is daarnaast de vraag of meer data überhaupt zullen leiden tot betere voorspellingen. Er zijn vele variabelen die een rol spelen, en er hoeft maar een variabele te veranderen en de voorspelling pakt al anders uit. De huidige COVID-19-pandemie laat bijvoorbeeld zien hoe een kleine (onvoorziene) mutatie grote gevolgen kan hebben.
Tenslotte interpreteren onderzoekers en andere betrokkenen de risico’s van gene drives anders. Zo is er onenigheid over de vraag of gene drives gezien moeten worden als synthetische biologie (waarover we eerder al schreven in het rapport Leven maken). Dit heeft gevolgen voor de manier waarop ze gereguleerd moeten worden. Daarbij zijn er individuele, culturele en religieuze verschillen in opvatting over de natuur, en de menselijke relatie en verantwoordelijkheid daartoe. Dat zorgt voor verschillende perspectieven op de toelaatbaarheid van gene drives. Iemand die vanuit een persoonlijke overtuiging vindt dat de mens niet moet ingrijpen in de natuur, en dat het uitroeien van soorten onder geen enkele voorwaarde toelaatbaar is, zal zelfs het kleinst mogelijke risico daarop te groot vinden.
Het toepassen van het voorzorgsprincipe in gene-drive-onderzoek
Hoe moeten we omgaan met voorzorg in relatie tot de ontwikkeling en toepassing van gene drives?
Onder onderzoekers, beleidsmakers, en andere belanghebbenden is er geen onenigheid óf voorzorg betracht moet worden. Wel zijn er verschillende manieren waarop betrokkenen invulling (willen) geven aan het voorzorgsprincipe. Zo zijn er tegenstanders van gene drives. Onder andere de circa 170 maatschappelijke organisaties, die enkele jaren geleden gezamenlijk een totaalverbod (moratorium) op verdere ontwikkeling van de technologie eisten, omdat ze de gevaren ervan te groot vinden.
Deze strikte interpretatie van voorzorg ondervindt weerstand bij sommige onderzoekers en belanghebbenden van de technologie. Ze beargumenteren dat het onethisch is om géén onderzoek naar gene drives te doen, gezien de maatschappelijke belofte ervan. Ze pleiten voor een ruimere interpretatie van het voorzorgsprincipe. Daarom stellen ze een aangepaste risicobeoordeling voor, waarbij onderzoek naar gene drives onder bepaalde voorwaarden is toegestaan. Uiteindelijk is het verzoek voor een moratorium, op de UN Convention for Biodiversity in 2018 niet ingewilligd. Wel is er besloten dat een uitgebreide risicobeoordeling nodig is, waarbij per toepassing gekeken wordt naar de risico’s voor mens, dier en milieu.
Het belang van verdere dialoog
Voorlopig heeft toepassing van het voorzorgsprincipe nog niet geleid tot een verbod op de verdere ontwikkeling van gene drives. Omdat de technologie een verandering aanbrengt in een gedeelde omgeving, gaat het iedereen aan wat er gebeurt. Het is van belang dat onderzoekers, beleidsmakers en vertegenwoordigers van de maatschappij het gesprek met elkaar aangaan. Om zo samen te bepalen hoe de ontwikkeling van gene drives gestuurd kan worden op waarden die van belang zijn voor de maatschappij. Hier kan het voorzorgsprincipe een rol in spelen, zoals we ook in een eerder artikel voorstelden. Toepassing ervan kan helpen om te bepalen waar de grens ligt voor het gebruik van deze technologie. Wie beslist dat, en wie draagt de verantwoordelijkheid voor het betrachten van voorzorg en de gevolgen van de techniek? Zijn er alternatieven voor gene drives en hoe verhouden die zich tot deze technologie? Het toepassen van het voorzorgsprincipe helpt ook om rekening te houden met de belangen van toekomstige generaties. Het is daarbij van belang dat de focus van het toepassen van voorzorg niet ligt op de eindbeoordeling van de risico’s, maar dat al vroeg in het onderzoeksproces wordt nagedacht over het toepassen van voorzorg.
Gene-drive-onderzoekers doen dit op zeker hoogte ook al. Recentelijk publiceerden onderzoekers van verschillende disciplines een document met regels waar ze zich aan houden rondom veiligheidsmaatregelen voor lab- en veldstudies. Ook bevat het document suggesties voor de regulering van de technologie. Gezien gene drives op grote schaal effect kunnen hebben, is het van belang dat het toepassen van voorzorg niet enkel aan ontwikkelaars van de technologie wordt overgelaten, maar dat de discussie daarover breder wordt gevoerd.
Gene drives bieden nieuwe en ongekende mogelijkheden om in te grijpen in de natuur. Een eerdere casestudy voor het RECIPES project maakte ook duidelijk dat het belangrijk is om parallel aan de ontwikkeling van de technologie het gesprek aan te gaan over de wenselijkheid van de technologie. Door het voorzorgsprincipe vroeg toe te passen, kan het innovatie op de juiste wijze sturen. Zo wordt het principe geen barrière voor technologische vooruitgang. Maar dient het als een kompas om innovatie in de richting van het belang en de behoefte van de samenleving te sturen.
