• U moet ingelogd zijn om onderwerpen te kunnen volgen.

    Log-in als u al een account heeft of maak een gratis account aan.

Beter nadenken over de gevolgen van synthetische biologie

Bacteriën die vanille maken, gisten met een malariamedicijn, en olieproducerende algen. Nu de eerste producten uit de synthetische biologie op de markt komen, wordt het tijd voor de politiek om na te denken over de risico’s en sociaaleconomische effecten. Dat bleek op een internationaal symposium in Amsterdam op 24 juni.

Het Belgische bedrijf Ecover, dat schoonmaakmiddelen verkoopt, haalt zijn olie uit palmvruchten. Om grond te besparen besloot het bedrijf twee jaar geleden olie uit algen van het Braziliaanse Solazyme te gaan verwerken. Solazyme heeft een alg genetisch zo veranderd , dat ze efficiënt olie produceert die lijkt op palmpitolie. Maar helaas, een aantal maatschappelijke organisaties vonden deze algenolie niet natuurlijk, en daarom niet duurzaam. Ecover is er nu over in discussie.

De zeepolie producerende alg was een van de producten uit de synthetische biologie waarover werd gesproken tijdens het symposium Synthetic biology, visions of the future op vrijdag 24 juni. Het symposium was onderdeel van het EU-programma Synenergene, dat zich buigt over verantwoordelijk onderzoek en innovatie (RRI) in de synthetische biologie. Wetenschappers van allerlei disciplines, beleidsmakers en kunstenaars kwamen in het NEMO in Amsterdam bij elkaar om hierover na te denken.

‘Synthetisch biologen maken in een steeds sneller tempo nieuwe organismen’, vertelde Kenneth Oye, hoogleraar politicologie aan het MIT in Harvard. ‘Dat komt omdat het analyseren en synthetiseren van DNA zo goedkoop is geworden. Tegelijkertijd kan de bio-informatica steeds meer gegevens over DNA, eiwitten en eigenschappen van organismen aan elkaar te koppelen, waardoor snel meer begrip van de cel ontstaat.’

Gisten die opium maken

Met nieuwe technieken zoals Crispr-cas kunnen synthetisch biologen preciezer in het genetisch materiaal ingrijpen, en organismen maken die daarvoor niet mogelijk waren. Zoals gisten die uit suiker opium maken, het verdovend middel dat in de zaden van de papaverplant zit. De opiumproducerende gist, waarover drie Amerikaanse onderzoeksgroepen vorig jaar publiceerde, heeft voor dit doel enkele tientallen stukken synthetisch gemaakt DNA gekregen die deels lijken op het DNA van papaver.

De gist roept allerlei politieke vragen op, zo bleek tijdens de discussies. Hoe belastend is het voor het milieu als deze gist uit de fermentoren ontsnapt? Wat betekent het voor de papaver verbouwende boeren in Afghanistan als papaver straks niet meer nodig is? Hoe voorkom je dat hobbyende bierbrouwers de gist in handen krijgen? Natuurlijk, het kan nog wel 10 jaar duren voor zo’n opiumgist op de markt komt. Maar risico’s reguleren kost tijd, en dat moet gebeurd zijn voordat een product op de markt komt.

Synthetische biologie anders dan gentechnologie

‘Synthetische biologie is anders dan genetische modificatie’, analyseerde synthetisch bioloog Vitor Martin dos Santos van de Wageningen Universiteit. Genetische modificatie is nog veel trial and error. Synthetisch biologen werken vanuit een ingenieursbenadering. Op de computer ontwerpen ze eerst het DNA van het nieuwe organisme, en pas dan gaan ze in het laboratorium aan de slag.’

Daarbij volgen ze ingenieursprincipes zoals modulering, legde hij uit. Ze bouwen nieuwe organismes door verschillende bouwstenen - stukken synthetisch gemaakt DNA waarvan bekend is wat ze in het organismen doen - aan elkaar te zetten Bijvoorbeeld een stuk DNA voor snelle groei wordt gekoppeld aan een stuk dat ervoor zorgt dat het organisme licht geeft, en aan een stuk dat zorgt voor een smaakstof. Zo krijgen organismen meerdere nieuwe eigenschappen tegelijk ingebouwd.

Plantaardige lijmstoffen, smaak- en geurstoffen

Plantaardige lijmstoffen, smaak- en geurstoffen, bestrijdingsmiddelen, medicijnen en enzymen die helpen landbouwafval om te zetten in bio-plastic. En ook bacteriën die in de grond gifstoffen opruimen en algen die het broeikasgas kooldioxide opslaan. Dos Santos noemde vele producten die onderzoekscentra nu door micro-organismen laten maken. ‘De sociale impact is immens en groeiende’, meende de Wageningse hoogleraar. Volgens hem moet het begrip van wat technisch mogelijk is, gelijk opgaan met begrip over hoe de nieuwe toepassing kan worden gereguleerd en ingebed in de maatschappij.

Maar tussen wat technisch kan, en wat bekend is over de risico’s, is nu bij een aantal technieken een kloof. Zoals bij ‘gene drive’. Dit is een spiksplinternieuwe techniek om muggen te maken die een nieuwe eigenschap met 95 procent precisie kunnen doorgeven aan hun nageslacht. Hierbij wordt onder andere Crispr-cas gebruikt.

Malariamuggen die geen malaria meer veroorzaken

Toepassingen beloven veel. Lokale overheden kunnen bijvoorbeeld malariamuggen gaan inzetten die de parasiet niet meer verspreiden, en zo malaria in een gebied uitroeien. ’Maar hiervoor moet eerst meer bekend zijn over de ecologische risico’s’, schetste politicoloog  Oye. Ook moeten technieken worden ontwikkeld om verspreiding van zulke muggen lokaal te beperken, zodat voorkomen wordt dat een nieuwe mug zich over de hele wereld verspreidt. Synthetisch biologen kunnen ervoor zorgen dat een eigenschap maar een beperkt aantal keer kan worden overgedragen, of dat hij alleen kan worden overgebracht binnen een bepaalde populatie. Vervolgens moeten lokale experimenten gemonitord worden. Wat zijn de baten en de eventuele, ongewenste neveneffecten?

‘Gene drive is een hele nieuwe techniek’, lichtte Oye toe. ‘We moeten daarom de discussie globaal voeren, onder andere binnen de Convention on Biological Diversity (CBD), waar internationale verdragen worden gesloten rond biodiversiteit. Als dan de veiligheidsmechanismes blijken te werken, kunnen overheden lokaal de discussie voeren of ze deze muggen willen inzetten.’  Een moratorium op gene drive, zoals sommige NGO’s nu willen, ziet Oye niet zitten. ‘Tot nog toe is het niet gelukt malaria goed aan te pakken. Dus zo’n veelbelovende techniek moet je niet bij voorbaat uitsluiten.

Complexe veiligheidsmechanismen

Bacteriën of gisten kunnen ontsnappen, zelfs uit afgesloten fermentoren. En terreurorganisaties kunnen organismen ook opzettelijk verspreiden. Synthetisch biologen ontwerpen nu daarom allerlei mechanismen om ongewenste verspreiding te voorkomen. Sommige groepen bouwen genen in die ervoor zorgen dat een organisme buiten een fermentor meteen dood gaat. Andere groepen maken nu micro-organismen die onnatuurlijke erfelijkheidsmoleculen – XNA’s genoemd -  ingebouwd krijgen, zodat ze alleen overleven als de hiervoor nodige, geheime voedingsstof in de fermentor zit.

Veiligheidsmechanismes, en het testen ervan, kosten inmiddels meer tijd dan het ontwikkelen van de nuttige schimmels, algen of planten waar het de synthetisch biologen primair om te doen is. Als het eerste te weinig gebeurt, komen producten niet door regelgevende instanties omdat die niet weten of ze wel veilig zijn, analyseerde Jaco Westra van het RIVM (Rijks Instituut voor Volksgezondheid en Milieu. Dit is nu bijvoorbeeld het geval met gewassen die zijn veranderd met nieuwe technieken als Crispr-cas. Over de veiligheid is nog onenigheid, waardoor regelgevende instanties geen beslissingen kunnen nemen.

Het RIVM leidde een recent uitgekomen EU-studie naar de veiligheid van synthetische biologie. Volgens die studie draagt de synthetische biologie weer andere risico’s in zich dan de ‘gewone’ gentechnologie. Hier moet dus aandacht voor komen. Zoals ook de vliegtuigindustrie veel aandacht aan veiligheid schenkt, opperde een deelnemer uit de zaal. De vliegtuigindustrie zou maar liefst tachtig procent van het ontwikkelingsgeld besteden aan veiligheidsonderzoek.

Boeren in Madagascar

Sociaaleconomische gevolgen van nieuwe producten moeten ook beter in kaart worden gebracht, vond Jim Thomas van ETC, een Canadese organisatie die het opneemt voor arme en gemarginaliseerde groepen. Afgelopen twee jaar zijn de eerste plantaardige smaakstoffen uit micro-organismen op de markt gekomen waaronder vanilline (een component van vanille) en de zoetstof stevia.

Maar stevia komt nu vooral uit de steviaplant die boeren in Kenya en China verbouwen, en vanille komt uit de vanilleplant die boeren in Madagascar verbouwen. Boeren in Madagascar verbouwen ook zomeralsem voor artemisinine, het malariamedicijn waarvan een synthetisch biologisch gemaakte versie in 2013 op de markt kwam. ‘Toen dit gebeurde daalde de prijs ervan’, vertelt Tim. ‘Daardoor kregen de boeren minder voor hun gewas. Tegelijkertijd werd het medicijn niet goedkoper.’

Meenemen van de gemarginaliseerde groepen

Gevolgen als deze moeten in technologie assessment studies doordacht worden, vindt ETC.  In plaats van de markt te laten werken  -  een markt die zich geen zorgen maakt om gemarginaliseerde groepen -  kunnen belanghebbenden dan zelf beslissen welke technieken ze willen. Willen ze echt artemesinine door een synthetisch biologisch bedrijf laten maken, als arme boeren dat ook kunnen? Vorig jaar is er binnen de VN een internationale commissie opgezet om dit soort vragen te beantwoorden, de Technical Facilitation Mechanism. Die heeft tien leden, afkomstig uit bedrijfsleven, politiek, beleid en NGO’s waaronder ETC.

Techniekfilosoof Arie Rip noemde dit ‘inclusieve groei’, innovatie waarbij je rekening houdt met de belangen van gemarginaliseerde groepen. Een andere ontwikkeling die hij toejuichte was ‘frugal technology’, het aanpassen van ‘Westerse’ technologie aan de behoeften van het Zuiden. Deze inspanningen schaarde hij onder de algemenere term “verantwoordelijk onderzoek en innovatie’’ (RRI), het onderwerp van het symposium.

Verantwoordelijke onderzoekers en bedrijven

Voor een ‘verantwoordelijke innovatie’ zijn verantwoordelijke onderzoekers nodig, zo bleek een paar keer tijdens de dag. Onderzoekers die meer doen dan alleen het onderzoek zo goed mogelijk uitvoeren, zonder fraude te plegen. Synthetisch biologen moeten zich ook actief mengen in de discussie over de consequenties van hun techniek, vonden sommige deskundigen. Ze moeten zelf ook maatschappelijke vragen opwerpen, zoals de synthetisch biologen uit Harvard dat deden toen ze in november hun nieuwe gene drive technologie publiceerden.

Probleem is wel dat onderzoekers hierop niet worden afgerekend. ‘Het wordt alleen maar moeilijker om er tijd in te steken, omdat we steeds nieuwe fondsen moeten binnenhalen’, stelde een onderzoeker. Dagvoorzitter Melanie Peters suggereerde daarop dat die verantwoordelijkheid misschien ook bij het team kan worden gelegd.

Daarnaast zijn verantwoordelijke bedrijven nodig. Hoopvol hier achtten aanwezigen de trend dat bedrijven zich steeds meer rekenschap geven van de effecten van hun producten op de omgeving.

Natuurlijkheid van producten

Dan is er nog de kwestie van de natuurlijkheid. Het zeepbedrijf Ecover gebruikt nog geen olie uit algen, omdat NGO’s deze olie ‘niet natuurlijk’ vinden. De bedrijven die nu plantaardige smaakstoffen uit micro-organismen halen, willen deze verkopen als ‘natuurlijke’ ingrediënten. Of ze die claim mogen opvoeren, is in de VS en de EU nog in discussie.

Filosoof Alfred Nordmann van de TU Darmstadt liet zich niet uit over deze producten. Maar hij zag wel een culturele verschuiving: ‘Met de synthetische biologie is een nieuw type bioloog ontstaan. Eentje die te ongeduldig is geworden om het historische en toevallige proces van de evolutie nog te accepteren. Eentje ook die het niet meer in de eerste plaats gaat om het begrijpen van het leven, maar om het controleren ervan.’ Een oordeel had hij niet. ‘Of je je hier nu zorgen over moet maken, is voor mij een open vraag.’

In ieder geval moet de politiek meer aandacht voor de synthetische biologie krijgen, zo werd gedurende de dag duidelijk. Het aantal technieken is exponentieel gegroeid én veel technieken zijn goedkoper geworden, waardoor synthetisch biologen nu organismen kunnen maken die voorheen niet mogelijk waren. Daarbij zijn nieuwe organismen ook gemakkelijker ‘thuis’ te maken. Regulatie is dan gewenst. Want vooralsnog zou het niet zo moeten zijn dat allerlei hobbyisten nu vrij met synthetische biologie gaan experimenteren.