Gene drives: een instrument dat volledige soorten kan veranderen

De technologie heeft onder andere het potentieel om insecten te verhinderen om malaria en andere verschrikkelijke infecties over te dragen. Desalniettemin zijn onderzoekers zich er bewust van dat een soort aanpassen of zelfs uitroeien grootse gevolgen kan hebben.

Onderzoek naar een genetische ingenieurstechniek die permanent de eigenschappen van een bevolking of zelfs een hele soort kan veranderen, vordert snel. Deze methode maakt gebruik van gene drives – genetische elementen die van ouders naar bijzonder hoge aantallen van hun nageslacht overgaan waardoor ze zich nogal snel verspreiden onder een bevolking.

Gene drives komen in de natuur voor maar kunnen ook gemodificeerd worden, en dit doen, zou in veel opzichten een zegen voor de mensheid zijn. De technologie heeft het potentieel om insecten te verhinderen om malaria en andere verschrikkelijke infecties over te dragen, om gewasopbrengsten te vergroten door lastpakken die planten aanvallen te veranderen, om koralen resistent te maken voor milieustress en om te verhinderen dat invasieplanten en dieren ecosystemen vernielen. Desalniettemin zijn onderzoekers zich er bewust van dat een soort aanpassen of zelfs uitroeien grootse gevolgen kan hebben. Daarom ontwikkelen ze regels om de overdracht van gene drives van het laboratorium naar toekomstige veldproeven en breder gebruik te bepalen.

Onderzoekers denken al decennialang na over manieren om gene drives te benutten om tegen ziektes en andere problemen te vechten. De inspanningen kregen de laatste jaren ondersteuning van de voorstelling van CRISPR genmodificatie; Dit maakt het makkelijk om genetisch materiaal op bepaalde plaatsen op chromosomen in te voegen. In 2015 brachten verschillende kranten verslag uit van de succesvolle verspreiding van op CRISPR gebaseerde gene drives in gist, fruitvliegjes en muggen. Een demonstratie dreef genen voor resistentie tegen de malariaparasiet door een muggenkolonie. Dat zou, in theorie, de overdracht van de parasiet moeten limiteren. Een andere studie verstoorde de vrouwelijke vruchtbaarheid bij een andere muggensoort.

Dit jaar is een CRISPR gene drivesysteem bij muizen getest in een poging om de vachtkleur aan te passen. Deze procedure werkte enkel bij vrouwtjes. Zelfs dan beamen de resultaten de mogelijkheid dat de technologie binnendringende muizen of andere zoogdierpopulaties zou kunnen helpen uitroeien of aanpassen die gewassen of dieren in het wild bedreigen of ziektes overdragen.

Het Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) is een van de investeerders die enthousiast is over de technologie. Het heeft 100 miljoen dollar aan gene drive-onderzoek gedoneerd dat zich richt op de strijd tegen ziektes die door muggen verspreid worden en invasieve knaagdieren. De Bill & Melinda Gates Foundation heeft 75 miljoen dollar geïnvesteerd in een onderzoeksconsortium dat zich richt op gene drive om malaria te bestrijden.

Ondanks de beloftes, veroorzaken gene drives veel onrust. Kunnen ze per ongeluk naar andere wilde soorten springen en die verstoren? Wat zijn de risicos van het uitroeien van bepaalde soorten van een ecosysteem? Zouden kwaadwillige groepen gene drives als een wapen kunnen gebruiken om, bijvoorbeeld, te knoeien met de landbouw?

In een poging om zulke hachelijke vooruitzichten te vermijden, heeft een team een schakelaar uitgevonden die moet worden aangezet door de overdracht van een bepaald aminozuur voordat de gene drive werkt. Meerdere groepen wetenschappers werken parallel aan protocollen om progressie door elke fase van gene drive testen te loodsen. In 2016 bekeken de U.S. National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine bijvoorbeeld het onderzoek opnieuw en deden ze aanbevelingen voor verantwoorde toepassingen. In 2018 maakte een grote internationale werkgroep een stappenplan voor de verwerking van studies uit labonderzoeken door middel van loslatingen in het veld. Sommige vergaderingen van de groep zijn bijgewoond door toeschouwers van DARPA, de Gates Foundation en andere instanties. De groep ontwierp zijn aanbevelingen naar het voorbeeld van het gebruik van gene drives om malaria in Afrika te controleren waar, volgens de werkgroep, het voordeel voor de volksgezondheid het grootste zou zijn.

Buiten het limiteren van de risico’s van de technologie zelf, willen veel investeerders ook incidenten of misstappen vermijden die tot publiek of beleidsverzet zou kunnen leiden. In een essay uit 2017 over het potentiele gebruik van gene drive voor de uitroeiing van schadelijke zoogdieren ergerden Kevin M. Esveld van het Massachussets Institute of Technology en Neil J. Gemmell van de universiteit van Otago in Nieuw-Zeeland zich eraan dat een internationaal incident onderzoek een decennium of meer terug zou kunnen zetten. Ze voorspelden dat enkel voor malaria, de kosten van die vertraging gemeten kunnen worden in miljoenen van anders te voorkomen doden.