Was ist Gentechnologie?
Die Manipulation von Erbgut (DNA oder RNA) bezeichnet man als Gentechnologie. Ein Gen ist ein Abschnitt auf dem DNA-Strang [DesoxyriboNukleinsäure(-Acid)], der eine spezielle Eigenschaft kodiert. Das kann ganz simpel die Haarfarbe sein, aber auch wie anfällig das Lebewesen für eine bestimmte Krankheit ist. In der Gentechnologie wird nun ein fremder Abschnitt mittels Transporter ("Vektor") in das Erbgut eines Organismus übertragen. Dies ist möglich, weil es prinzipiell keine Unterschiede zwischen menschlichem, tierischem, bakteriellem oder pflanzlichem Erbgut gibt.
Welche Anwendungsgebiete der Gentechnologie gibt es?
Derzeit gibt es drei Anwendungsgebiete für Gentechnologie, von denen zwei im medizinischen Bereich liegen:
Ein Gebiet ist die diagnostische Feinstrukturanalyse von DNA und RNA. Die jüngst abgeschlossene Sequenzierung des menschlichen Erbguts ist ein Produkt dieser Analyse, ebenso wie gerichtsmedizinische und vorgeburtliche Untersuchungen (Pränataldiagnostik).
Der wichtigste und wohl auch am weitesten akzeptierte Bereich der Gentechnologie beschäftigt sich mit der Herstellung von pharmazeutisch wirksamen Substanzen. Dazu gehören Insulin, Interferone (körpereigene Stoffe, die zur Krebstherapie eingesetzt werden), Impfstoffe und diverse Hormone. Tiere werden durch genetische Manipulation dazu angeregt, die entsprechenden Stoffe zu produzieren. Weitere Beispiele hierfür sind seidespinnende Bakterien und Mais, aus dem Kunststoff gewonnen werden kann.
Das dritte und vielleicht für die Zukunft bedeutsamste Teilgebiet der Gentechnologie beschäftigt sich mit der Manipulation von Erbgut, um Organismen zu modifizieren. Im Gegensatz zum eben genannten Bereich ist die Manipulation hier kein Mittel zum Zweck, sondern das eigentliche Ziel und wird schon seit einigen Jahren in der Agartechnologie angewandt. Große Konzerne, wie das US-Unternehmen Monsanto, modifizieren Nutzpflanzen, um die Erträge zu steigern oder die Resistenz gegenüber verschieden Schädlingen zu erhöhen. Beim Menschen nennt man diesen Sektor Gentherapie.
Was ist Gentherapie?
Die Gentherapie nutzt Verfahren der Gentechnologie um krankhafte Zellen zu kurieren oder zu eliminieren. Es gibt zwei Formen von Gentherapie:
Bei der Keimbahntherapie werden die Keimzellen (Eizelle bzw. Spermium = Gameten) verändert. Die Keimbahntherapie ist sehr umstritten, da die Veränderung nicht nur das aus den modifizierten Gameten entstandene Kind betrifft, sondern auch alle nachfolgenden Generationen. Die Keimbahntherapie liegt auch den in den Medien gerne kolportierten Szenarien zugrunde, in denen sich Eltern ihre Kinder auf Wunsch zusammenbasteln.
Die somatische Gentherapie wird angewandt um Körperzellen eines Menschen genetisch zu verändern, um ihn von Krankheiten mit körperlichem Ursprung zu heilen. Ein Beispiel ist die Krankheit zystische Fibrose (früher Mukoviszidose). Diese Krankheit ist vererblich und wird manifest, wenn beide Eltern ein krankes Gen besitzen und dies an ihr Kind weitergeben. Zystsische Fibrose zeichnet sich durch vermehrte Produktion eines zähen Schleims in den Atemwegen und den Verdauungsorganen aus. Ohne Gentherapie liegt die Lebenserwartung der Patienten bei höchstens 30 Jahren. Diese Krankheit eignet sich besonders gut für einen Heilungsversuch via Gentherapie, da hier nur ein einzelnes Gen defekt ist. Der Forscher geht nun wie folgt vor: Vektoren (siehe oben) mit gesunder DNA (=Fremd-DNA oder therapeutische DNA) eines anderen Menschen werden dem Kranken injiziert. Sie suchen die kranken Zellen auf und schleusen die therapeutische DNA ein. Bei manchen Krankheiten genügt es, die Fremd-DNA in die Zelle zu bringen - in anderen Fällen muß sie direkt in die DNA des Kranken eingefügt werden.
Unbedingt erwähnt werden muß, daß es bis heute - nach immerhin schon zehn Jahren Humanexperimenten - noch keinen Fall von erfolgreicher Gentherapie gegeben hat. Das Immunsystem ist eines der großen Hürden beim Transport der therapeutischen Gene an den Wirkungsort. Des weiteren sind zur Zeit immer noch viele Mechanismen der Expression von Genen weitgehend unbekannt.
Was kann man jetzt schon alles mit Gentechnologie machen?
Das Jahr 1972 wird als der Beginn der Gentechnologie gesehen. In diesem Jahr wurden zum ersten Mal mit Hilfe von "Genscheren" (Restriktionsenzymen) und Vektoren einzelne Gene aus dem Erbgut isoliert. 1977 wurde das menschliche Insulin-Gen auf ein Bakterium übertragen - so wurde die industrielle Produktion von Insulin möglich. Nur sechs Jahre später gelang es, ein Gen eines Mikroorganismus auf eine höhere Pflanze zu übertragen und schon seit 1986 werden erfolgreich gentechnisch modifizierte Pflanzen in der Landwirtschaft genutzt - den Anfang machte eine gegen den Tabak-Mosaik-Virus resistente Tabakpflanze. 1997 fand der vorläufige Höhepunkt der gentechnologischen Entwicklung mit der Klonierung (Schaffung von genetisch identischen Lebewesen) des Schafes "Dolly" statt.
Die Gentechnik ist für Kranke - vor allem reicher Länder - schon jetzt oft lebensrettend. Zuckerkranke können dank der künstlichen Insulinproduktion fast normal leben, Menschen mit schlimmen Immunschwächekrankheiten erreichen ein deutlich höheres Alter und die Krebsbekämpfung macht große Fortschritte. Agrogenetiker versprechen ertragreichere Ernten und widerstandsfähigere Pflanzen für Regionen in denen Menschen hungern müssen. In einer gewissen Weise ist die Manipulation an Genen nur ein Schritt weiter in der langen Kette von natürlicher und gesellschaftlicher Selektion, von Eugenik und von Züchtungen. Auch hier hat der Mensch indirekt das Erbgut von Lebewesen manipuliert indem er gewisse Eigenschaften für nicht wünschenswert erachtet hat.
Neben den oben genannten Medikamenten werden derzeit viele Hormone und Gerinnungsfaktoren (zur Behandlung von Bluterkrankheiten) mit den Mitteln der Gentechnologie hergestellt. Es werden große Erfolge bei der Erforschung neuer Methoden in der Gentechnik erzielt. Die Berliner Firma Mologen zum Beispiel, hat einen neuen Typus von Vektor erfunden. Statt wie bisher mit Viren oder bakteriellen DNA-Ringen (Plasmiden) soll in Zukunft die therapeutische DNA von einem synthetischen Trägermolekül transportiert werden. Die kommerzielle Nutzung vieler Gentech-Produkte wird derzeit vielerorts noch von regionalen Richtlinien zur Freisetzung genetisch manipulierter Lebensformen beschränkt. In den Laboren existieren aber schon Chimären (gentechnisch veränderte Lebewesen, die Gene verschiedener Spezies in sich tragen) wie die oben zitierten seidespinnenden Bakterien.
Die jüngsten Lockerungen der Embryonenschutzgesetze in Großbritannien und Frankreich können als Indizien für den Fortschritt in der Herstellung von Stammzellenklonen adulter Lebewesen gewertet werden. Stammzellen sind, im Gegensatz zu anderen Körperzellen, pluripotent, d.h. sie können sich zu jedem spezifischen Zelltyp ausdifferenzieren. Viele Krankheitsbilder entstehen durch den Verlust einzelner Zelltypen und könnten somit durch den Ersatz durch körpereigene Zellen geheilt werden. Da der Körper, je nachdem welcher Zelltyp betroffen ist, oft nicht gänzlich in der Lage ist diese Defizite auszugleichen, können hier geklonte Stammzellen erfolgreiche Therapie darstellen. Anwendungsgebiete sind unter anderem Multiple Sklerose, Diabetes Mellitus, Leberzirrhose und Parkinson.
Was ist denn bedrohlich an Gentechnologie?
Argumente pro und contra Gentechnologie sind leider aufgrund des komplexen Themas von Laien nur schwer abzuwägen, sie möchten und sollten sich aber an der Diskussion beteiligen. Deshalb ist es für Medien, Politiker und Lobbyisten leicht, in der Bevölkerung ganz existentielle Ängste vor Gentechnologie zu schüren. Interessant ist hierbei, daß in Deutschland viele Menschen Gentechnologie gutheissen, wenn ihnen die Hoffnung gemacht wird, man könnte in Zukunft ganze Organe, die kaputt sind, einfach nachwachsen lassen. Erzählt man ihnen jedoch, daß Ernten ertragreicher gemacht werden könnten, dann sind sie dagegen. In Ländern, in denen Hunger herrscht sehen die Menschen viel mehr Nutzen in ertragreichen Ernten als, in nachwachsenden Organen.
Es gibt religionsethische, sozialethische und wissenschaftliche Argumente gegen Gentechnologie. Die ersten beiden Gruppen sind recht bekannt, deshalb soll hier nur auf die letzteren eingegangen werden.
Der Umfang wissenschaftlicher Kritik ist groß, doch nur wenige Argumente sind wirklich durch Studien gesichert. Bei genetisch veränderten Pflanzen besteht die Gefahr, daß sich die veränderten Genabschnitte in die Nahrungskette einschleichen. Nachgewiesen wurde, daß genetisch induzierte Herbizid-Resistenzen (sie ermöglichen einen gesteigerten Einsatz von diesen Mitteln ohne die Pflanzen zu töten) auf die Pflanzen übertragen werden können, vor denen sie eigentlich schützen sollen. Als kaum möglich gilt, daß sich gentechnologisch veränderte DNA durch die Nahrung in weitere Organismen "einschleicht", was jedoch von Verbraucherschutzgruppen durchaus für möglich halten. Bei der Anwendung von Gentechnologie auf Nutzpflanzen und -tiere sowie bei fortgeschrittener Anwendung bei Menschen warnen Experten vor einer Verarmung des Genpools. Dies hat unter anderem zur Folge, daß die Organismen Seuchenanfälliger werden.
Gibt es rechtliche Beschränkungen der Gentechnologie?
Vor allem im Bereich der "Roten" Gentechnologie (G. an menschlichen Zellen) gibt es in Deutschland klare Richtlinien. Seit dem 01.01.91 sind im Gesetz zum Schutz von Embryonen (Embryonenschutzgesetz, BGBl. I S. 2746) verschiedene Methodenspielräume der Genforschung klar beschränkt: Verboten sind insbesondere nahezu alle Formen der Leihmutterschaft (gespaltene Mutterschaft). Zudem verbietet das Embryonenschutzgesetz die gezielte Geschlechtswahl und Erzeugung oder Verwendung menschlicher Embryonen zu Forschungszwecken. Gentransfer in menschliche Keimbahnzellen (siehe Keimbahntherapie oben) und künstliche Produktion genetisch identischer menschlicher Lebewesen (Klonen) wird unter Strafe gestellt. Auch für die künstliche Befruchtung gelten in Deutschland strengere Richtlinien als in vielen anderen Ländern - so ist zum Beispiel die Gewinnung, Befruchtung und Einpflanzung von mehr als drei Eizellen oder Embryonen innerhalb eines Zyklus untersagt. In den USA ist dies nicht der Fall. Aufgrund der niedrigen Erfolgsquote bei künstlichen Befruchtungen werden hier der Frau üblicherweise sechs bis zehn befruchtete Eizellen auf einmal implantiert, mit der Konsequenz, daß sich in seltenen Fällen alle Embryonen einnisten und entwickeln. Zum Schutze der Mutter und der übrigen Feten müssen einige von ihnen wieder abgetrieben werden. In den letzten Jahren gingen mehrmals spektakuläre Fälle durch die Medien, als Frauen nicht bereit waren, mehrere Feten abzutreiben und dann unter großem Risiko alle Kinder austrugen.
Im Bereich der Agrogentechnik ist vor allem die Freisetzung von manipulierten Pflanzen ein beschränkender Faktor. In Deutschland ist das Robert Koch-Institut (RKI) für die Anträge auf Freisetzung zuständig. Für die exakte Risikobewertung der Umsetzung eines Antrags sind eine Reihe vorangehender Versuche notwendig. Neben dem RKI sind das Umweltbundesamt, die Biologische Bundesanstalt für Land- und Forstwirtschaft, diverse Behörden auf Landes- und Kommunaler Ebene und die Europäische Kommission beteiligt. Letztere muß alle Gesuche auf Freisetzung an die Mitgliedsstaaten weiterleiten. Diese können schließlich bei den nationalen Genehmigungsbehörden innerhalb eines Monats Stellung nehmen. Parallel muß die nationale Öffentlichkeit über die Tagespresse und den Bundesanzeiger informiert werden.
[nora berger, berlin und pr]
