Genome editing symposium bij het KNAW

Author
Iris de Vries

Geschreven door Iris de Vries en Erwin Hoogerwoord

Op 7 september organiseerde het KNAW een symposium over het technisch interessante, wetenschappelijk spannende en vooral maatschappelijk relevante thema gene editing. Wij waren erbij.

Het beginpunt voor de dialoog was het relatief recentelijk ontdekte CRISPR/Cas-systeem dat, zoals dat in de engineering wereld genoemd wordt, meerdere 10x, 100x, 1000x innovaties heeft opgeleverd op gebied van snelheid, kosten en gemak om organismes genetisch te modificeren. Ondanks dat wij beiden geen academische achtergrond hebben in dit onderwerp wisten de bekwame sprekers een heel helder, goed te volgen beeld te schetsen van de huidige ontwikkelingen, mogelijkheden en wetenschappelijke uitdagingen vooral op de Nederlandse universiteiten.

(Geen idee wat CRISPR nou eigenlijk is? Dan raden we je deze video aan van Kurtzgesagt over genetic engineering: “Genetic engineering will change everything forever”).

Na een intro van John van der Oost over de CRISPR/Cas-technologie volgden presentaties van Sjef Smeekens, Jack Pronk, Sjoerd Repping, Martien Groenen en Annelien Bredenoord.

De dag werd afgesloten met een inhoudelijk debat op grond van de presentaties. Wat het geval kan zijn in een ethisch debat als dit, is dat de ethiek voor uitloopt op de mogelijkheden van de technologie. Kunnen we de ethiek laten rusten, de technieken verder ontwikkelen en daarna weer ethisch debateren over wat er echt mogelijk is?

Wij bezochten dit wetenschappelijke symposium als designer/biohacker om meer te leren over recentelijke ontwikkelingen en mogelijk toe te voegen aan het publieke debat rondom genetische modificatie. Vandaar deze blogpost vanuit onze perspectieven als designer en hacker.

CRISPR/Cas, het DOS van het DNA-editing

Een ontdekking als CRISPR/Cas en het toepassen van dit systeem voor genetische modificatie gebeurt niet in een vacuum. In technologische ontwikkelingen en uitvindingen wordt in bijna iedere iteratie doorgebouwd op de technologieën van de vorige iteraties. Tijdens het symposium werd het CRISPR/Cas het DOS van het DNA-editing genoemd, refererend naar de ontwikkeling van computertechnologie over de laatste decennia. Deze referentie wordt gemaakt om aan te geven dat CRISPR hoogst waarschijnlijk nog maar een eerste stap is in veel grotere veranderingen. Hoe kun je de toekomst van technologische veranderingen voorspellen?

Architect en uitvinder Buckminster Fuller opent zijn ‘bekende’ boek The Operating Manual for Spaceship Earth met het concept van een retooling cycle:

“I came to the conclusion that it is possible to make a fairly reasonable forecast of about twenty-five years. That seems to be about one industrial “tooling” generation. On the average, all inventions seem to get melted up about every twenty-five years, after which the metals come back into recirculation in new and usually more effective uses.”

Tooling generation

Wat is de huidige tooling generation? Die van de wereldwijde informatietechnologie. Met gigantische server farms voor data-opslag en computation power kunnen onvoorstelbaar complexe netwerken geanalyseerd en met elkaar verbonden worden. DNA-sequencing is relatief betaalbaar geworden. Via deze combinatie kan bijna alle DNA van de wereld ge-sequenced en gedigitaliseerd worden. Wat kun je daar mee? Kijk bijvoorbeeld deze presentatie waar gedemonstreerd word hoe gezichten gegenereerd worden uit de DNA-sequence: “How to read the genome and build a human being”.

Democratisering van het maken (en het groeien)

Gebaseerd op de visie van Neil Gershenfeld, ontwikkeld tijdens zijn lessen op MIT onder de naam ‘How to Make Almost Anything’, is een nieuwe generatie digital fabrication tools ontstaan. In iedere stad vind je tegenwoordig een Fablab waar je kunt laser cutten en 3D-printen. Het vervolg op ‘How to Make Almost Anything’ is het in 2015 gestarte programma ‘How to Grow Almost Anything’.

Gebruik makend van de digital fabrication tooling cycle is de Biofactory ontwikkeld bij Waag. Een complete DIY-setup om zelf (basic) biologische experimenten uit te voeren. Deze is open-source beschikbaar om via de digitale wegen over de wereld gerepliceerd, gemuteerd en gemodificeerd te worden. Tijdens het symposium kwam de vraag, kan je met CRISPR/Cas ook DNA-modificatie uitvoeren op de keukentafel of in een garage in Brabant? Met de volgende tooling-cycle kan dat. (En dat gaat ook gebeuren -Erwin)

GMO of niet

Als CRISPR/Cas benoemd wordt als GMO betekent dit dat het een exclusieve techniek blijft. CRISPR/Cas kan op twee manieren worden toegepast. Er kunnen genen worden aan- of uitgezet, of het kan worden gebruikt om nieuw DNA in een organisme te introduceren. Het uitwisselen van DNA is een heel oud en natuurlijk proces. Door het uitwisselen van DNA konden in het begin van het leven nieuwe en complexere soorten organismen ontstaan.

Genome editing is een versnelling van het proces dat altijd al heeft plaatsgevonden. Valt CRISPR/Cas onder GMO’s of niet? Zo niet, dan zou het kunnen dat het een inclusieve technologie wordt en het legaal, goedkoop en makkelijk wordt om in je garage in Brabant mee te experimenteren. Het debat over de toegankelijkheid brengt een grote hoeveelheid vragen met zich mee.

De complexiteit van biologische systemen zorgt ervoor dat we niet alle consequenties van genome editing kunnen voorspellen. Dit prikkelt onze fantasie. Een van de vragen die vaker opkwam in de discussie is de vraag hoe we omgaan met de mogelijke gevaren van het effect van het aanpassen of uitzetten van een gen op andere genen en op het grotere ecosysteem.

Niet alleen fysiek brengt dit veranderingen met zich mee, ook onze denkwijze verandert. Dit is bijvoorbeeld al het geval met de komst van vruchtwaterpunctie en nekplooimeting bij een zwangerschap. Door deze technieken te gebruiken kan er prenataal worden ontdekt of een kindje een afwijking heeft. Zo ja, kan er besloten worden de zwangerschap af te breken of zijn de ouders voorbereid op wat er komen gaat. Deze techniek is algemeen geimplementeerd en verandert onze benadering van ongeboren kinderen.

Als je als toekomstige ouder weet dat je een genetische ziekte hebt en je wil deze niet over dragen op je kinderen heb je een aantal opties. Je kunt:  

  • Geen kinderen krijgen;
  • Kinderen adopteren;
  • Donor gameten gebruiken (eicel, zaadcel, embryo);
  • Het risico nemen dat je kind de ziekte krijgt en het accepteren;
  • Testen en bij positieve test de zwangerschap afbreken;
  • IVF gebruiken, alleen gezonde embryo’s terugplaatsen;
  • In de toekomst de CRISPR/Cas techniek gebruiken (is in China al gelukt, de embryo’s worden niet tot mensen gegroeid).

Het kan zijn dat je zelf niet ziek bent maar wel een gen draagt dat een ziekte in zich heeft. Heb je als ouder een plicht om van te voren te weten of je een kans hebt genen over te dragen die nadelig effect kunnen hebben op het leven van je kind? Heb je als ouder een plicht gentech toe te passen als dit nodig is om ervoor te zorgen dat je kind een gezond leven leidt? En zou je, in bijvoorbeeld het geval van CRISPR en IVF, als het embryo genetisch gezond is ook meteen een resistentie tegen HIV meegeven?

Een populaire term die gebruikt wordt als het gaat om gentech gebruiken voor embryo’s is ‘Designer Babies’. Is het kind al een Designer Baby op het moment dat je ervoor zorgt dat het niet dezelfde erfelijke ziekte krijgt als jij?
Of gaat deze term meer over het idee dat we later onze kinderen zelf kunnen ontwerpen?
Welke verantwoordelijkheid draag je als je een kind ontwerpt?
Heeft de geneticus recht op de baby als hij een kind van twee ouders modificeert?
Komt er patent op ontworpen DNA?
Zullen er nieuwe vormen van het menselijk ras ontstaan door genetische modificatie?
Krijgen we mensen die speciaal ontworpen worden voor bepaalde functies?
Wordt CRISPR/Cas de nieuwe doping, en is het te traceren?
Zullen de Olympische spelen in 2048 dan meer lijken op Pokemon battles?

Over de auteur

  • Iris de Vries worked as an intern at our Open Wetlab in 2016. Iris is a product design student at the Artez, institute of the arts in Arnhem.