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Gentechnisch veränderte Tiere
Gentechnisch veränderte Säugetiere entstanden schon vor den ersten transgenen Pflanzen. Bereits 1974 gelang es den US-Forschenden Beatrice Mintz und Rudolf Jaenisch, Virus-DNA in das Erbgut einer Maus einzubauen.
Seit den 80-er Jahren werden gentechnisch veränderte (gv) Mäuse und Ratten zunehmend als Versuchstiere in der medizinischen Forschung eingesetzt. Wissenschaftler:innen versuchten, auch landwirtschaftliche Nutztiere zu verändern. Die meisten Forschungsprojekte scheiterten jedoch – aus technischen, wissenschaftlichen oder wirtschaftlichen Gründen. So kommt es, dass bisher nur ein landwirtschaftliches gv-Nutztier auch außerhalb des Labors gezüchtet wird: ein schnell wachsender Lachs, der seit 2017 in kanadischen und US-Supermärkten angeboten wird.
Neue gentechnische Verfahren (NGT) bieten den Forschenden Möglichkeiten, gezielter und tiefgehender als bisher in das Erbgut von Tieren einzugreifen. Sie arbeiten in zahlreichen aktuellen Projekten an Tieren, die leistungsfähiger sein sollen oder besser angepasst an die Massentierhaltung. Ein virusresistentes Schwein steht in Nordamerika kurz vor der Markteinführung. In Japan dürfen bereits zwei schneller wachsende gv-Fischarten verkauft werden -ohne jede Überprüfung möglicher Risiken für Umwelt und Gesundheit.
Transgene Nutztiere – qualvoll gescheitert
Bereits in den 80-er und 90-er Jahren forschten Wissenschaftler*innen an schneller wachsenden Schweinen oder an Schafen, die Wolle produzieren sollten, ohne dass sie geschoren werden müssen. Die Schweine wuchsen zwar tatsächlich schneller, litten dabei aber unter so starken Organ- und Gelenkschäden, dass sie für Landwirtschaft ungeeignet waren. Auch die Herstellung der Tiere selbst sorgt bereits für massives Tierleid. Für die gentechnische Veränderung wurden in einen frisch befruchteten Ein-Zell-Embryo 500 bis 1.000 gleiche Genabschnitte gespritzt, in der Hoffnung, dass sich eine oder mehrere dieser Gensequenzen zusätzlich in das Erbgut einfügen. Mikromanipulation nennt sich diese Technik, deren Erfolgsquote nur wenige Prozent beträgt. Das hat zur Folge, dass viele Tiere aufgrund von Gen-Defekten nicht lebend geboren werden oder aber getötet werden müssen, weil sie krank oder nicht, wie erwartet, gentechnisch verändert sind. Zudem werden weitere Tiere als Leihmütter, Eizellen- oder Embryonen-Spender genutzt, was ebenfalls mit Leiden und Schmerzen verbunden ist. Die „erfolgreich“ gentechnisch veränderten Tiere leiden oft lebenslang an ihren gewollten oder ungewollten Gen-Defekten oder auch an der Produktion von zusätzlichen Stoffwechselprodukten, die ihren Organismus belasten. Wegen des Tierleids und der fehlenden Wirtschaftlichkeit gelangte (bis auf den gv-Lachs) keines der vielen gv-Tierprojekte der klassischen Gentechnik in die Anwendung.
Ein Überblick aus damaliger Zeit: Benno Vogel: Transgene Nutztiere, ein Studienpapier für die Schweizer Allianz Gentechfrei, März 2000)
Klonen ist keine Gentechnik
Das 1996 vorgestellte Klonschaf Dolly wird oft in die Rubrik Gentechnik einsortiert. Doch das Klonen ist keine gentechnische Veränderung, sondern eine künstliche Fortpflanzungstechnik, die zu einem identischen Lebewesen, dem Klon, führt. Auch diese Technik ist mit erheblichem Tierleid und hohen Kosten verbunden, weshalb sie nur selten angewandt wird. Geklont werden heute vor allem wertvolle Zuchttiere und verstorbene Haustiere. Auch in der klassischen und der neuen Gentechnik wird das Klonen oft als Zwischenschritt eingesetzt.
Redaktionsnetzwerk Deutschland: 25 Jahre nach Dolly: Wo wird die Klontechnologie heute eingesetzt? (04.07.2021)
Testbiotech: Klonen von Nutztieren – eine ‚todsichere‘ Anwendung? (Mai 2010)
Die ersten Gentech-Insekten fliegen bereits
Leichter als Nutztiere lassen sich Insekten mit klassischer Gentechnik verändern. Ziel ist es, gv-Insekten zu entwickeln, deren Nachkommen nicht überlebensfähig sind. Durch deren Freisetzung würden in freier Wildbahn die Bestände der Tiere, die Krankheiten übertragen oder Ernten schädigen, dezimiert. Ein Beispiel dafür sind die in Südamerika und Florida freigesetzten gv-Moskitos von Oxitec. Das britische Unternehmen veränderte auch die Olivenfliege, die Kohlmotte und einen maisschädigenden Falter, den Heerwurm, entsprechend. Während die gv-Kohlmotte in den USA und der Falter in Brasilien testweise freigesetzt wurden, scheiterten entsprechende Pläne mit der Olivenfliege in der EU. Wie eine Studie der Universität Yale zeigte, lassen sich mit dieser Technik die Bestände nur zeitweise reduzieren. Zudem können die gv-Insekten ihr Erbgut unkontrolliert weitergeben, was womöglich zu besonders robusten Stämmen führt.
Infodienst: Bayer/Oxitec: Genveränderter Maisschädling eliminiert sich selbst (01.03.2022)
Infodienst: Oxitec lässt in Florida Gentechnik-Mücken fliegen (12.05.2021)
Infodienst: Gentech-Mücken verbreiten unerwartet ihr Erbgut (18.09.2019)
Gene Drive: gv-Tiere mit Vererbungsturbo
Die freigesetzten gv-Insekten wirken in wildlebenden Populationen nur begrenzt. Denn bei der Fortpflanzung teilen sich die genetischen Veranlagungen in den nachfolgenden Generationen nach den Mendelschen Regeln auf. Doch kann die gentechnische Veränderung mit einem Gene Drive verbunden werden. Dieser Mechanismus greift so in die natürliche Vererbung ein, dass alle Nachkommen die veränderte Geninformation erben. Im Falle nicht überlebensfähiger gv-Insekten könnte dies zu einer Auslöschung ganzer Bestände führen. Bekanntestes Beispiel für diese bisher nur im Labor angewandte Technik ist ihr im Projekt Target Malaria geplanter Einsatz, um in Afrika die Malaria zu bekämpfen. Dieser ist, wegen der neuartigen Risiken, die mit der nicht rückholbaren Freisetzung eines Gene Drives verbunden sind, stark umstritten.
Ausführliche Informationen bietet das Fallbeispiel Gene Drives
Infodienst: Appell: 300.000 Menschen gegen Gene Drives (31.05.2022)
Infodienst: Uruguay erforscht Gene Drive-Fliegen (26.02.2024)
Testbiotech: Gene Drives: ‚Target Malaria’ unterschätzt die Risiken (17.03.2023)
Neue Gentechnik: Schon 200 Crispr-Tiere im Labor
Neue gentechnische Verfahren wie Crispr/Cas bieten den Forschenden neue Möglichkeiten, in das Erbgut von Nutztieren einzugreifen. Meist geht es in den Versuchen nicht darum, neuen Gene einzufügen, sondern das bestehende Erbgut zu ändern, etwa bestimmte Gene stillzulegen. Eine Übersichtsarbeit für die europäische Lebensmittelbehörde EFSA von 2023 fand in Fachzeitschriften Studien zu 195 verschiedenen Anwendungen. Hinzu kommen Laborversuche, die bisher nicht veröffentlicht wurden.
Von den 195 Studien betrafen 59 Prozent Säugetiere, 29 Prozent Fische, acht Prozent Vögel und vier Prozent Insekten. Bei den meisten Studien handelt es sich um grundlegende Forschungsarbeiten. Nur eine handvoll Crispr-Tiere haben schon das vorkommerzielle Stadium erreicht, darunter hornlose Rinder, schnell wachsende Fische und virusresistente Schweine. Bereits vermarktet werden dürfen zwei schnellwachsende Fische, Rinder mit kurzem Fell und ein gv-Rind mit besonders viel Fleisch. Wie viele dieser Tiere tatsächlich produziert und verkauft werden, ist nicht bekannt.
Infodienst: Japan lässt Crispr-Fisch als Lebensmittel zu (12.10.2021)
Testbiotech: CRISPR-Rinder in den USA zugelassen (21.03.2022)
Fast ein Drittel der 195 Studien befasste sich mit Erbguteingriffen, die den Ertrag (an Fleisch, Milch oder Seidenfasern) erhöhen sollen. In gut einem Fünftel der Arbeiten stand die Fortpflanzung im Mittelpunkt, oft mit dem Ziel, nur weibliche oder männliche Nachkommen zu erzielen. Ein Sechstel der Arbeiten entfiel auf Resistenzen gegen Krankheitserreger. Allergenarme Erzeugnisse, eine geänderte Fleisch- oder Milchqualität oder das Erscheinungsbild der Tiere waren weitere Forschungsziele. Über die Hälfte der Arbeiten stammten aus China, gefolgt von den USA und Japan.
Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass die neue Gentechnik vor allem dazu dienen soll, die Leistung von Nutztieren weiter zu erhöhen und sie besser an die Bedingungen der industriellen Massentierhaltung anzupassen. Absehbare Folgen lassen sich bereits jetzt besichtigen: Bei den Versuchen, die Muskelmasse von Schweinen, Rindern und Schafen zu erhöhen, wird mit Hilfe von NGT ein Gen-Defekt herbeigeführt, an dem die Rinderrasse „Weißblaue Belgier“ leidet. Ihr fehlt das wachstumsregulierende Protein Myostatin, weshalb die Muskeln so übermäßig wachsen, dass etwa 90 Prozent der Kälber dieser Rasse per Kaiserschnitt entbunden werden müssen. Viele Tiere leiden an Gelenkentzündungen und anderen durch das hohe Muskelgewicht bedingte Deformationen. Das wäre bei übermäßig bemuskelten Crispr-Tieren nicht anders.
Correctiv Check: Ja, die Rinderrasse „Weißblaue Belgier“ hat überdimensional große Muskeln (15.08.2019)
EU: Risikobewertung noch in Arbeit
Die Europäische Lebensmittelbehörde EFSA veröffentlichte 2012 /2013 Richtlinien, anhand derer die Risiken von gentechnisch veränderten Nutztieren geprüft werden sollten. Der Schwerpunkt dieser Prüfrichtlinien liegt bei Fischen und Insekten, denn damals galt es als wahrscheinlich, dass die Firma Aquabounty für ihren gv-Lachs oder die Firma Oxitec für ihre gv-Insekten eine Zulassung auch in der EU beantragen würde. Tatsächlich stellte Oxitec 2013 Anträge auf experimentelle Freisetzungen gentechnisch veränderter Olivenfliegen in Spanien und Italien, denen aber nicht stattgegeben wurde. 2018 forderte die EU-Kommission die EFSA auf, ihre Richtlinien zu überarbeiten und insbesondere die Risiken von Gene Drives einzubeziehen. Später wurde dieses Mandat auf die Anwendung neuer gentechnischer Verfahren (NGT) bei Tieren erweitert. Veröffentlicht werden soll die neue Risikobewertung nun bis Ende Juni 2025. Ein erster Schritt war die 2023 veröffentlichte Auftragsarbeit über den Stand der Forschung bei NGT-Tieren.
Zugelassen werden müssten NGT-Tiere derzeit nach dem geltenden EU-Gentechnikrecht, auch für den Import als Lebensmittel. Anträge dafür liegen keine vor. Der derzeit diskutierte Vorschlag der EU-Kommisison, das Gentechnikrecht für NGT zu deregulieren, gilt nur für Pflanzen.
EFSA-Webseite: Genetisch veränderte Tiere
EFSA opinion on new developments in biotechnology applied to animals
Erhöhte Risiken
Vergleicht man die Risiken gentechnisch veränderter Pflanzen mit denen von gentechnisch veränderten Tieren, ergeben sich ganz neue Fragen. Das zeigen auch die Prüfrichtlinien der EFSA von 2012/13: Die Behörde räumt darin ein, dass noch erhebliche Wissenslücken und Probleme bestehen, um die Risiken von Gentechnik-Tieren zu bewerten. Die Risiken für Mensch, Tier und Umwelt sind jedenfalls erheblich. Einige Beispiele:
- Gentechnisch veränderter Lachs könnte sein Erbgut in natürlichen Populationen verbreiten.
- Bei der gentechnischen Veränderung der Milch von Kühen kommt es auch zu ungewollten Veränderungen der Milchbestandteile. Zudem können gesundheitlich bedenkliche biologisch wirksame Stoffe in die Milch gelangen.
- Schweine, die durch gentechnische Veränderungen resistent gegen bestimmte Viren gemacht wurden, können unerkannt zu Überträgern der Erreger werden.
- Ein Eingriff mit Crispr/Cas ins Erbgut kann auch außerhalb der Zielregion spezifische unbeabsichtigte Mutationen auslösen. Diese können auch an Nachkommen vererbt werden.
Then, Christoph (2016): Gentechnik-Tiere - Risiko für Mensch und Umwelt. Eine kritische Bewertung. Herausgegeben von Testbiotech, Institut für unabhängige Folgenabschätzung der Biotechnologie
Testbiotech: Hornlose Gentechnik-Rinder: Fehler im Erbgut übersehen (06.08.2019)
Ida Höijer et.al.: CRISPR-Cas9 induces large structural variants at on-target and off-target sites in vivo that segregate across generations (Nature Communications, 02.02.2022)
Testbiotech: Transgene Zierfische in Brasilien außer Kontrolle (15.02.2022)
Testbiotech: Lachs aus Neuer Gentechnik: Diskussion über Umweltrisiken (21.11.2023)
Patente
Die Entwickler*innen von Gentechnik-Tieren können Patente auf ihre Tiere anmelden. Das bedeutet, dass sie bestimmen können, wer diese Tiere züchten darf und zu welchem Preis. Die Patente haben eine Laufzeit von 20 Jahren, innerhalb dieser sie möglichst gewinnbringend vermarket werden. Mit der Entwicklung neuer Gentechnik-Tiere und deren Patentierung lässt sich somit viel Geld verdienen – daher ist die Forschung vor allem auf das Interesse der industriellen Tierhaltung ausgerichtet. So hat beispielsweise die US-amerikanische Firma Recombinetics ein Patent auf Tiere angemeldet, die mit Gentechnologien wie CRISPR/Cas oder TALEN so verändert wurden, dass ihnen keine Hörner wachsen oder sie widerstandsfähiger gegen Krankheiten sind. Recombinetics forscht auch an Rindern, die sich nicht mehr fortpflanzen können. Die Rinder können also gemästet werden, die Landwirt*innen können sie aber nicht selbst weiterzüchten.
Testbiotech: Genome Editing: Increasing monopolisation in agriculture and breeding (29.06.2018)
Gentechnik-Tiere bedrohen die gentechnikfreie Tierzüchtung. Würden beispielsweise Gentechnik-Schweine mit Resistenzen gegen die afrikanische Schweinepest vermarktet, müssten möglicherweise ganze Nutztierpopulationen ausgetauscht und durch patentierte Tiere ersetzt werden. Denn die Gentechnik-Schweine würden zwar nicht erkranken, könnten das Virus aber weiterhin übertragen. Mit den Patenten entstehen außerdem vielfältige neue Abhängigkeiten für Landwirt*innen. Traditionelle Züchter*innen, die es in Europa insbesondere im Bereich der Rinderzucht gibt, würden an den Rand gedrängt. Die Konzentration der tiergenetischen Ressourcen auf wenige Konzerne würde sich weiter verstärken.
Siehe dazu: ETC Group, Foodbarons, 2022, ab Seite 56
Thementext Patente
Beispiele für Gentechnik-Tiere
Die meisten Forschungen zur landwirtschaftlichen Nutzung von Tieren drehen sich um eine schnellere Produktion von Fleisch (oder Fisch) oder die einfachere und somit kostengünstigere Haltung von Tieren. Es gibt aber auch Forschungsprojekte, in denen Tiere so manipulieren werden sollen, dass sie vollkommen neue Produkte produzieren. Zum Beispiel sollen Kühe Milch produzieren, die als Muttermilchersatz verwendet werden kann. Auch Bienen sind in das Blickfeld der Gentechnik-Forschung geraten: Koreanische Forscher*innen arbeiten daran, Bienen gegen Ackergifte wie Glyphosat resistent zu machen. Einige Beispiele:
Schnell wachsender Turbolachs
Der Lachs der Firma Aquabounty war das erste gentechnisch veränderte Tier weltweit, das zum Verzehr zugelassen wurde. Der Fisch ist so gentechnisch verändert, dass er zusätzliche Wachstumshormone herstellt und deswegen achtmal schneller wächst als normaler Lachs. Wissenschaftler*innen befürchten, dass der transgene Fisch in freie Gewässer entkommen und sich dann, trotz Sicherheitsvorkehrungen, in Wildpopulationen ausbreiten kann. Dabei kann sein schnelleres Wachstum und seine Körpergröße zu einem Selektionsvorteil werden, der die natürlichen Populationen verändert oder verdrängt. Im schlimmsten Fall könnte dies dazu führen, dass die Wildpopulationen zusammenbrechen. 2013 wurde publiziert, dass sich der Gentechnik-Lachs auch mit wilden Forellen paaren könnte. In den USA darf der Gentechnik-Lachs seit November 2015 vermarktet werden, in Kanada seit 2017. Erzeugt werden dürfen die Lachse jedoch aufgrund der Proteste nur in Zuchtbecken im Inland und nicht im Meer. Aquabounty produziert seit Jahren Verluste und hatte 2024 akute Liquiditätsprobleme.
Infodienst: Welche US-Restaurants servieren Gentech-Lachs? (16.07.2021)
Giftresistente Bienen
Forscher*innen der Uni Düsseldorf zeigten 2014, dass eine gentechnische Veränderung von Bienenvölkern möglich ist. Sie manipulierten Bienenköniginnen so, dass sie künstlich verändertes Erbgut mit einer hohen Erfolgsrate an die nächste Generation weitergaben. Nach Ansicht der Forscher*innen könnten so gentechnisch veränderte Bienenvölker gezüchtet werden.
2019 erschien eine Publikation, in der darüber berichtet wird, wie mit Hilfe von Crispr/Cas die Entwicklung von Bienen-Königinnen erforscht und beeinflusst werden kann. Als eine mögliche Anwendung wird die Entwicklung von pestizidresistenten Bienenvölkern genannt. Ebenfalls 2019 erschien eine Publikation über eine Forschungsarbeit in Süd-Korea, in der erstmals Bienen resistent gegen ein Insektizid gemacht werden sollten. Dabei handelt es sich um das bienengiftige Spinosad. Ob der Eingriff erfolgreich war, geht aus der Publikation nicht hervor. 2020 berichteten texanische Wissenschaftler über den Einsatz von genmanipulierten Darmbakterien bei Bienen, der die Varroamilbe, einen Bienenschädling abtöten sollte.
Testbiotech: Bienen - Artenschutz durch Gentechnik? (Juli 2019)
Fallbeispiel Bienen und Gentechnik
Virusresistente Schweine
Das PRRS-Virus (Porcine Reproductive and Respiratory Syndrome) löst eine Atemwegserkrankung aus, die als die weltweit bedeutendste Schweinekrankheit gilt. Wissenschaftler*innen des schottischen Roslin-Institutes veränderten mit Crispr/Cas die Produktion eines bestimmten Proteins an der Oberfläche von Immunzellen, so dass das Virus diese Zellen nicht mehr attackieren konnte und die Tiere nicht erkrankten. Genus PLC, einer der weltweit führenden Schweinezüchter, setzte die Arbeit in den USA fort und hat inzwischen dort sowie in anderen Ländern wie Kanada, China und Mexiko die Zulassung für seine PRRS-resistenten Schweine-Linien beantragt. Brasilien und Kolumbien haben sie bereits erteilt. Das Europäische Patentamt hat dem Konzern Genus PLC bereits ein Patent auf seine Schweine erteilt. Dabei ist unsicher, ob die Genmanipultaion das Problem tatsächlich löst. Denn das Virus gilt als extrem wandlungsfähig, weshalb auch Impfungen dagegen nicht erfolgreich waren. Bei Hühnern, die mit Crispr/Cas gegen Vogelgrippe resistent gemacht werden sollten, überwanden die Viren die Resistenz schnell und mutierten so, dass sie perspektivisch auch Menschen gefährlich werden könnten.
Die Hersteller-Webseite: PIC PRRS-Resistant Pig
Brian T Burger et.al.: Generation of a Commercial-Scale Founder Population of Porcine Reproductive and Respiratory Syndrome Virus Resistant Pigs Using CRISPR-Cas (The Crispr Journal, 14.02.2024)
Testbiotech: Erstes europäisches Patent auf CRISPR-Schweine erteilt (06.05.2024)
Infodienst: Crispr-Hühner: Pandemierisiko statt Gripperesistenz
Nur noch weibliche Legehennen
Ein israelisches Unternehmen hat Legehennen gentechnisch so verändert, dass männliche Embryonen in ihren Eiern gleich nach der Befruchtung erkannt und aussortiert werden können. Diese Eier könnten als Lebensmittel verwendet werden und nur die Eier mit den weiblichen Embryonen würden bebrütet. Bisher werden die mänlichen Küken mit ausgebrütet und am ersten Lebenstag getötet, da sie sich nicht für die Mast eignen. In Deutschland ist diese Praxis verboten; die Eier mit männlichen Embryos werden bereits nach zehn Bruttagen maschinell aussortiert.
Die Firma EggXYt erhielt für die Entwicklung ihrer gentechnischenMethode von der EU-Kommission 3,3 Millionen Euro aus dem EU-Forschungsprogramm Horizon. Bisher wird das Verfahren noch nicht kommerziell angewandt. Die EU-Kommission hat jedoch bereits mitgeteilt, dass die weiblichen Küken kein verändertes Erbgut enthielten und damit keine gentechnisch veränderten Organismen (GVO) seien. Deshalb könnten ihrer Ansicht nach die Eier, die diese Tiere einmal legen, wie gentechnikfreie Eier vermarktet werden. Die Organisation Testbiotech bezeichnete das als „Deregulierung der Neuen Gentechnik durch die Hintertür“.
Infodienst: EU-Behörde: Crispr-Hühner legen nicht nur Gentechnik-Eier (04.03.2022)
Zuletzt aktualisiert: August 2024
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Autoren
Leo Frühschütz, Journalistenbüro Biotext,
Dr. Christoph Then, Tierarzt und Geschäftsführer des Vereins Testbiotech - Institut für unabhängige Folgenabschätzung in der Biotechnologie.