„Blind gegenüber potenziellen Risiken von NGT-Pflanzen.“ Die Politisierung des Vorsorgeprinzips

Pflanzen, die mit neuen genomischen Verfahren gezüchtet wurden und kein fremdes Genmaterial enthalten, fallen in der EU nicht mehr unter die strengen Gentechnik-Gesetze. Gentechnik-kritische Organisationen, aber auch Teile von SPD und Grünen lehnen diese Reform ab. Das Vorsorgeprinzip werde „über Bord geworfen“, wenn solche Pflanzen „ohne jede Risikoprüfung“ auf den Markt kommen. Gegen die beschlossene Verordnung wird die Slowakei beim Europäischen Gerichtshof klagen. Wissenschaftlich begründet sind solche Befürchtungen nicht.

„Wir wissen nicht, was NGT-Pflanzen mit den Menschen anrichten können“, sagte Robert Fico, Premierminister der Slowakei, als er ankündigte, sein Land werden gegen die Verordnung über mit neuen genomischen Verfahren gewonnene Pflanzen (NGT) Klage beim Europäischen Gerichtshof (EuGH) einreichen.

Der Spitzenverband der Ökologischen Lebensmittelwirtschaft in Deutschland (BÖLW) unterstützt die Klage und verweist auf ein von ihm beauftragtes Rechtsgutachten. „Die NGT-Verordnung widerspricht in zentralen Aspekten dem Vorsorgeprinzip … und ist blind gegenüber potenziellen Risiken von NGT-Pflanzen.“ Für den Bioland-Verband gleichen sie einem „trojanischen Pferd“, unter dessen Deckmantel sich „Risiken in unsere Felder einschleichen“.

Mit der neuen EU-Verordnung wird für Pflanzen, die mit bestimmten neuen genomischen Techniken wie etwa der Gen-Schere CRISPR/Cas gewonnen wurden, vieles einfacher.

• Pflanzen der Kategorie NGT1, die kein eingeführtes fremdes Genmaterial enthalten und die auch zufällig oder durch konventionelle Züchtung hätten entstehen können, müssen kein aufwändiges Zulassungsverfahren mehr durchlaufen.
• Um sie ohne weitere Auflagen anbauen und vermarkten zu können, reicht eine „Überprüfungsanfrage“ bei einer Behörde.
• Eine detaillierte wissenschaftliche Sicherheitsbewertung ist nicht mehr nötig, besondere Anbau- und Kennzeichnungspflichten gibt es für solche einfachen editierten Pflanzen nicht.

Wissenschaftlich bestehen zwischen „alter“ Gentechnik, bei der meist „artfremde“ Gene an einer unbestimmten Stelle im Genom eingefügt werden, und neuen genomischen Techniken grundlegende Unterschiede. Für NGT-Gegner dagegen ist alles ein und dasselbe: „Neue Gentechnik bleibt Gentechnik“ – gleich gefährlich. Auch durch neue Gentechnik werden „die Ökosysteme und ihre Tier- und Pflanzenwelt bislang unvorhersehbaren Risiken ausgesetzt“ (Deutscher Naturschutzring).

Doch treffen solche Warnungen, seit dreißig Jahren kaum abgewandelt, tatsächlich auch auf die neuen genomischen Verfahren wie die Gen-Schere CRISPR/Cas zu? Sind damit erzeugte Pflanzen grundsätzlich mit unbesitmmten Risiken verbunden?

Gezielte Punktmutation im Labor und zufällige Mutationen in der Natur

Wenn mit Hilfe neuer genomischer Techniken – auch als Genome Editing bezeichnet – einzelne DNA-Bausteine verändert werden, passiert auf molekularer Ebene fast dasselbe wie bei einer natürlichen Mutation – mit dem einzigen Unterschied: Sie ereignet sich nicht irgendwo im riesigen Genom einer Pflanze, sondern an einer vorgegebenen Stelle, von der man aus der Forschung weiß, dass sie für eine bestimmte Eigenschaft verantwortlich ist, etwa für die Widerstandsfähigkeit gegenüber einer Pilzkrankheit. Genau dort wird der DNA-Strang durchtrennt und anschließend vom zelleigenen Reparatursystem wieder zusammengefügt. Dabei können einzelne DNA-Bausteine ausgetauscht oder ein vorhandenes Gen „abgeschaltet“ werden – wie bei jeder zufälligen Mutation in der Natur.

Mutationen ereignen sich ständig und überall, bei jeder Zellteilung und jeder Vermehrung. Ohne sie gäbe es keine Evolution. Jede Mutation bedeutet eine Veränderung im Erbgut. Wo sie geschieht und was sie bewirkt, ist allein vom Zufall abhängig. Züchter haben gelernt, mit Mutationen umzugehen und sie – anfangs mehr intuitiv – zu nutzen, um die Eigenschaften von Pflanzen zu verbessen. Ohne Mutationen – und die Selektion der jeweils besten Nachkommen – hätten sich aus unscheinbaren Wildpflanzen keine Kulturpflanzen entwickeln können.

Mit nur einer einzelnen Mutation an einem vorbestimmten Ort sind die neuen Genome Editing-Verfahren um einen Quantensprung präziser. Dennoch ist es durchaus möglich, dass der Erbgut-Strang einer Pflanze nicht nur am gewünschten Ziel, sondern auch an anderen, im Einzelnen unbekannten Stellen durchtrennt wird. Solche unbeabsichtigten Fehlschnitte werden als Off-target-Effekte bezeichnet. Wo genau sich diese ereignen, wie sich dadurch Eigenschaften verändern und welche negativen Folgen das haben könnte, weiß man im Einzelnen nicht.

Doch sind Off-target-Effekte wirklich so zahlreich und unkontrollierbar wie es die kritischen Einwände nahelegen? Sind die damit verbundenen Risiken so gravierend, dass weitreichende Einschränkungen der neuen Züchtungsverfahren gerechtfertigt sind?

Wenn CRISPR das Ziel verfehlt. Das Risiko von Off-target-Effekten

Eine Arbeitsgruppe am Julius-Kühn-Institut (Institut für die Sicherheit biotechnologischer Verfahren bei Pflanzen, Quedlinburg) hat in Form eines systematischen Reviews mehr als tausend Publikationen zu Genome Editing-Anwendungen bei Pflanzen ausgewertet, überwiegend aus der Grundlagenforschung. 252 dieser Publikationen enthielten Angaben zu möglichen Off-target-Effekten, bei den meisten (ca. 90 Prozent) wurde das CRISPR-Verfahren (Gen-Schere) eingesetzt.

Die Wahrscheinlichkeit von Off-target-Effekten hängt vor allem davon ab, ob die molekulare Sonde – bei CRISPR die Guide-RNA (siehe Grafik oben links) – nicht nur an der vorgesehenen Zielsequenz andockt, sondern auch an weiteren ähnlichen Stellen im Genom. Wenn es solche geben sollte, spürt die Sonde diese auf und die Gen-Schere (Cas-Protein) durchtrennt den DNA-Strang auch dort. Ungewollt können sich dadurch Eigenschaften der Pflanze verändern.

Mit Hilfe geeigneter Bioinformatik-Programme lassen sich jene Sequenzen im Pflanzen-Erbgut identifizieren, bei denen aufgrund der Ähnlichkeit mit der Zielsequenz das Risiko von Fehlschnitten – also unbeabsichtigte Mutationen – groß ist. Genau diese empfindlichen Stellen kann man genauer untersuchen, ob es tatsächlich dazu gekommen ist. In etwa drei Prozent der möglichen Off-target-Bereiche war das der Fall, so die Auswertung der JKI-Arbeitsgruppe.

Je länger die Zielsequenz ist, die von der CRISPR-Sonde angesteuert wird, um so unwahrscheinlicher ist es, dass genau diese DNA-Abfolge irgendwo im Genom der jeweiligen Pflanze noch einmal vorkommt – und umso unwahrscheinlicher sind Off-target-Effekte. Durch einen geeigneten Zuschnitt der jeweiligen Zielsequenz – und die entsprechende Konstruktion der Sonde, die sie im Genom aufspürt – lassen sich Fehlschnitte drastisch reduzieren.

„Jenseits der Schwelle praktischer Vernunft“

Doch anders als mögliche Fehler bei der alten Gentechnik sind Off-target-Effekte beim Genome Editing nichts anderes als weitere Mutationen – und die sind in der herkömmlichen Pflanzenzüchtung nichts Ungewöhnliches. Im Gegenteil: Von einer Generation zur nächsten kommt auf 150 Millionen Basenpaare (DNA-Bausteine) irgendwo ein „Fehler“ im Erbgut. Bei Kartoffeln sind es etwa sechs solcher spontanen zufälligen Veränderungen, bei Weizen mit seinem riesigen Genom bis zu 200, allein bei einer einzigen Pflanze. In einem ganzen Feld sind es Millionen.

In der Mutationszüchtung (Mutagenese), seit vielen Jahren bei verschiedenen Kulturarten eingesetzt, werden diese natürlichen Mutationsraten durch Chemikalien und Bestrahlung noch einmal drastisch – etwa um das 700-fache – erhöht.

Im Einzelnen sind solche „natürlichen“ oder durch künstliche Reize getriggerte Mutationen nicht bekannt – weder ihre Orte im Genom, noch ihre Anzahl und die Wirkungen, die sie hervorrufen. Wenn sie sich nicht im Erscheinungsbild (Phänotyp) niederschlagen und auch nicht messbar sind, bleiben sie unbeachtet. Unzählige Mutationen, die für die Pflanze keinen erkennbaren Nachteil bringen, laufen in der Züchtung einfach mit.

Ein Problem ist das bisher nicht. Auch wenn manchmal Eigenschaften – etwa Geschmack – im Züchtungsverlauf verloren gehen oder es nicht ausgeschlossen ist, dass infolge spontaner Mutationen eine Pflanze plötzlich Allergene bildet – niemand fordert, das Vorsorgeprinzip auch bei konventionell gezüchteten Pflanzen anzuwenden oder vollständige Gewissheit über alle Mutationen und die dadurch bewirkten DNA-Änderungen zu verlangen, bevor sie ausgesät werden dürfen.

Bei den neuen genomischen Techniken sollen dagegen andere Maßstäbe gelten. Zufällige Mutationen, über die sich bei konventioneller Züchtung niemand Gedanken macht, heißen nun plötzlich Off-target-Effekte und stehen unter Verdacht ernster Sicherheitsrisiken. Dabei ist der molekularbiologische Mechanismus – Schnitt im DNA-Strang und anschließende Reparatur durch die Zelle – jeweils derselbe. Der Unterschied: Als Off-Target-Ereignisse sind Mutationen beim Genome Editing selten und weitgehend vermeidbar, ungerichtete Mutationen bei der Züchtung jedoch nicht.

Für die Wissenschaft ist es weitgehend Konsens: Genom-editierte Pflanzen ohne zusätzlich eingeführte Fremd-Gene, die unter natürlichen Bedingungen auch „von selbst“ entstehen könnten, sind mit der alten Gentechnik nicht vergleichbar. Strikte Regulierungen bis hin zu Verboten sind unbegründet – und mit Blick auf das Vorsorgeprinzip auch nicht notwendig. Dessen Anwendung „darf nicht an spekulative Risiken anknüpfen“, so die Leopoldina Nationale Akademie der Wissenschaften in ihrer viel beachteten Stellungnahme „Wege zu einer wissenschaftlich begründeten, differenzierten Regulierung genomeditierter Pflanzen in der EU“. „Vielmehr ist das Vorsorgeprinzip wissenschaftsbasiert anzuwenden. […] Vorsorgemaßnahmen lassen sich nicht auf rein spekulative Erwägungen stützen.“