De term “CRISPR” heeft de laatste tijd veel aandacht gekregen als gevolg van een debat onder wetenschappers over de mogelijkheid om de menselijke kiembaan genetisch te modificeren en over de ethische implicaties van het doen van dat. CRISPR is echter niet alleen een methode om het genoom van embryonale cellen te bewerken, zoals de publieke discussie wellicht suggereerde; het is een krachtig, efficiënt en betrouwbaar instrument om genen in elk organisme te bewerken, en het heeft veel aandacht gekregen en wordt door biologen voor uiteenlopende doeleinden gebruikt. Naast de discussie over het bewerken van de menselijke kiembaan, roept CRISPR dus nog veel meer ethische vragen op of roept het nog veel meer vragen op, die niet allemaal alleen de mens betreffen, maar ook andere soorten en het milieu.
… CRISPR roept vele andere ethische vragen op of doet deze herleven, die niet allemaal alleen de mens betreffen, maar ook andere soorten en het milieu
CRISPRs zijn korte DNA-sequenties met unieke spacer-sequenties die, samen met CRISPR-geassocieerde (Cas) eiwitten, een adaptief immuunsysteem vormen in veel bacteriën en archaea tegen binnendringende bacteriofagen 1. Door korte RNA-moleculen als sjabloon te gebruiken, maakt Cas zeer sequentiespecifieke sneden in DNA-moleculen die kunnen worden gebruikt om genen in te brengen of om de nucleotidesequentie op de plaats van de snede nauwkeurig te wijzigen. CRISPR’s werden voor het eerst geïdentificeerd in de jaren 1980, maar het is pas de laatste jaren dat wetenschappers zich bewust werden van hun potentieel om het genoom van om het even welk organisme te wijzigen, van micro-organismen tot planten tot menselijke cellen en, het meest controversieel, menselijke embryo’s. Het CRISPR/Cas-systeem is geen baanbrekende technologie in die zin dat het genoombewerking mogelijk maakt; biologen gebruiken al geruime tijd transcriptie-activator-achtige effectornucleasen (TALEN’s) en zinkvingernucleasen (ZFN’s) om genomen te bewerken. Deze technologieën zijn echter duur, technisch uitdagend en tijdrovend, omdat ze eiwittechnologie vereisen om specifieke DNA-sequenties te bewerken. CRISPR/Cas daarentegen herkent zijn doelsequentie via RNA-geleidemoleculen die goedkoop en gemakkelijk kunnen worden gesynthetiseerd. Een standaard laboratorium voor moleculaire biologie kan nu genen of het volledige genoom van vele organismen bewerken, aangezien CRISPR/Cas geen gesofisticeerde kennis of dure apparatuur vereist.
Dit heeft het ethische debat over het modificeren van de menselijke kiembaan weer aangewakkerd. Ondanks het gepraat over “designer baby’s”, biedt CRISPR/Cas nieuwe mogelijkheden om mensen immuun te maken voor een reeks ziekten, of om fatale gendefecten in een menselijk embryo te herstellen. Prominente onderzoekers hebben daarom opgeroepen tot een vrijwillig moratorium op kiembaanmodificatie bij de mens totdat wetenschappers en ethici gezamenlijk de implicaties daarvan hebben geanalyseerd 2. Het debat komt neer op twee partijen in een “go/no-go” impasse. De ene groep dringt erop aan dat het onderzoek naar het bewerken van de menselijke kiembaan wordt voortgezet om de wetenschappelijke en klinische vruchten daarvan te plukken, terwijl het andere kamp aanvoert dat het bewerken van de menselijke kiembaan te onveilig is, of een onaantastbare ethische grens overschrijdt 3.
… bestaat het gevaar dat de betaalbaarheid en efficiëntie van CRISPR de al lang bestaande en terechte bezorgdheid over het genereren en vrijgeven van GGO’s ondermijnt.
Het gaat echter niet zozeer om het al dan niet gebruiken van CRISPR voor het bewerken van menselijke kiemcellen en embryo’s, maar om meer directe ethische bezwaren die moeten worden aangepakt. CRISPR wordt al gebruikt om insecten, dieren, planten en micro-organismen te modificeren en om geneesmiddelen voor de mens te produceren 4. Aangezien dergelijke werkzaamheden al jaren – of zelfs decennia – aan de gang zijn, lijkt de CRISPR-technologie in deze contexten misschien geen nieuwe ethische problemen op te leveren. Het gevaar bestaat echter dat de betaalbaarheid en doeltreffendheid van CRISPR de al lang bestaande en terechte bezorgdheid over de productie en introductie van genetisch gemodificeerde organismen (GGO’s) kunnen wegnemen. De recente karakterisering van een nieuw type 2 CRISPR-systeem van Francisella novicida toont aan dat de gereedschapskist van de genoom-editing-technologieën steeds uitgebreider wordt 5. Bijgevolg is er dringend behoefte aan doeltreffende, wereldwijde regelgeving voor het testen en de introductie van GGO’s in het milieu.
De huidige nationale en internationale regelgeving biedt onvoldoende begeleiding en toezicht voor deze toepassingen. Als zodanig bevorderen zij niet het vertrouwen van het publiek in de veiligheid van CRISPR-geëtroduceerde organismen of de regelgevende instanties die belast zijn met het toezicht daarop. De vrees bestaat dat onbegrip en wantrouwen van het publiek ten aanzien van GGO’s de wetenschappelijke vooruitgang en geldige toepassingen van CRISPR in de weg zullen staan. Het doordenken en goed regelen van de regelgeving en onderzoeksethiek voor deze toepassingen van CRISPR zou ook kunnen helpen bij het opzetten van een ethisch kader voor het bewerken van menselijke kiembanen.
In de VS wordt de regelgeving voor genetisch gemodificeerde dieren en insecten verzorgd door een aantal regelgevende instanties die samen het Coordinated Framework for the Regulation of Biotechnology vormen, dat in 1986 is opgericht om de regelgeving voor biotechnologie door verschillende instanties te vergemakkelijken. Het toepassingsgebied en de regelgevingsaanpak zijn sinds 1992 niet meer herzien, maar de afzonderlijke agentschappen binnen het gecoördineerde kader – de Food and Drug Administration (FDA), het Amerikaanse ministerie van Landbouw (USDA) en het Environmental Protection Agency (EPA) – hebben hun eigen richtsnoeren voor specifieke toepassingen uitgevaardigd.
De zorg is dat het misverstand en wantrouwen van het publiek ten aanzien van GGO’s de wetenschappelijke vooruitgang en geldige toepassingen van CRISPR zullen belemmeren
De in 2009 uitgegeven richtsnoeren van de FDA stellen dat de genetische modificatie van een dier, ongeacht het gebruik van het dier, voldoet aan de criteria voor diergeneeskunde en dus wordt gereguleerd door het Center for Veterinary Medicine (CVM) van de FDA. Genetisch gemodificeerde dieren die worden gebruikt om menselijke ziekten te bestuderen en geneesmiddelen te testen, vallen onder het FDA’s Center for Biologics Evaluation and Research. Het Center for Food Safety and Applied Nutrition (CFSAP) en de USDA worden ingeschakeld als de effecten van een voorgestelde modificatie van invloed zullen zijn op processen of producten waarop zij toezicht houden, bijvoorbeeld op het gebied van voedselveiligheid of ongediertebestrijding. Het EPA, het Ministerie van Binnenlandse Zaken en de US Fish and Wildlife Service kunnen per geval een rol spelen.
De EU heeft een meer gecentraliseerde regelgeving, waarbij de Europese Autoriteit voor Voedselveiligheid (EFSA) de risico-evaluaties uitvoert, terwijl de definitieve goedkeuring van een genetisch gemodificeerd dier of een genetisch gemodificeerde plant bij de Europese Commissie (EC) ligt. Analoog met de VS worden therapeutische toepassingen voor de mens gereguleerd en goedgekeurd door het Europees Geneesmiddelenbureau (EMA). Andere landen met intensieve biomedische onderzoekprogramma’s hebben eveneens hun eigen regelgevings- en toezichtsystemen. Internationaal bestaat er geen uniforme regelgeving voor de modificatie van niet-menselijke organismen, behalve het Verdrag inzake biologische en chemische wapens, dat onderzoek naar en de ontwikkeling van biologische wapens beoogt te voorkomen.
Sommige toepassingen van CRISPR bij dieren verbeteren de huidige standaardpraktijken in de biomedische wetenschappen. Bijvoorbeeld, sommige onderzoeksprojecten vereisen dierlijnen die specifiek gefokt zijn voor bepaalde mutaties. Het gebruik van CRISPR om deze lijnen te genereren produceert minder genetische variabiliteit dan standaard foktechnieken en helpt onderzoekers om mutaties te introduceren die nauwkeuriger de menselijke genetische afwijkingen weergeven die zij bestuderen 7. Hoewel deze praktijk een aantal ethische problemen met zich meebrengt, zoals dierenwelzijn, stelt het gebruik van CRISPR voor dit doel de bestaande regelgeving inzake proefdieren niet ter discussie.
Andere toepassingen bij dieren brengen echter nieuwe ethische problemen met zich mee. In het bijzonder zou CRISPR kunnen worden gebruikt ter vervanging van dure TALENs, ZFNs, en andere methoden van genetische modificatie om voedsel voor menselijke consumptie te verbeteren. CRISPR zou bijvoorbeeld kunnen worden gebruikt om de spiermassa van dieren te vergroten, landbouwhuisdieren minder vatbaar te maken voor ziekten, de voedingswaarde te verhogen, of hoornloze runderen te creëren die gemakkelijker te hanteren zijn. Onderzoeksgroepen en particuliere biotechbedrijven gaan momenteel na of dergelijke aanpassingen van het genoom haalbaar en veilig zijn. Tot dusver is nog geen enkel genetisch gemodificeerd dier goedgekeurd voor menselijke consumptie; de goedkeuring van genetisch gemodificeerde zalm voor menselijke consumptie is al jaren in behandeling bij de FDA. Maar het is niet duidelijk welke criteria de FDA – of welke andere betrokken instantie dan ook – hanteert bij de beoordeling van de veiligheid van genetisch gemodificeerde dieren voor menselijke consumptie. Deze regelgevingsprocessen moeten transparanter zijn en meer verantwoording afleggen.
Er is nog een andere, potentieel veel gevaarlijker en controversiëlere toepassing van CRISPR, namelijk het mogelijk uitroeien van ziekten door het uitroeien van ziektedragers en invasieve soorten 8. Het gaat hierbij om onderzoek met de Aedes aegypti-mug, die knokkelkoorts overbrengt, en bepaalde ondersoorten van de Anopheles-mug die drager zijn van de Plasmodium-parasiet. Onderzoekers in academische centra en particuliere biotech-bedrijven onderzoeken zogenaamde “gene drives” om de overdracht van ziekten te blokkeren door de vrouwelijke mug zo te bewerken dat zij de ziekte niet kan overbrengen. Anderen willen mannelijke muggen steriel maken om voortplanting te voorkomen of de levensduur van hun nakomelingen te beperken. Dergelijke methoden zouden in feite een hele soort kunnen vernietigen en aanzienlijke gevolgen voor het milieu kunnen hebben.
Gene drive is een krachtig instrument dat het waarschijnlijker maakt dat de bewerkte eigenschap via de geslachtelijke voortplanting aan het nageslacht wordt doorgegeven. Wanneer genetisch gemodificeerde organismen in het milieu worden geïntroduceerd en paren met organismen van het wilde type, hebben hun nakomelingen over het algemeen 50% kans om de gemodificeerde genen te erven (fig. 1). De introductie van een paar gemodificeerde muggen of dieren zal daarom waarschijnlijk niet veel effect hebben. Gene drive kopieert echter actief een door CRISPR aangebrachte mutatie op één chromosoom naar zijn partnerchromosoom en zorgt er zo voor dat alle nakomelingen en volgende generaties het bewerkte genoom zullen erven. Over generaties heen zou dit tot een merkbaar effect leiden: bijvoorbeeld bij het verlagen van de transmissiecijfers van knokkelkoorts of malaria. Het gebruik van genetische manipulatie houdt echter ook een veel groter risico in voor het milieu, aangezien het de mogelijkheid inhoudt om een hele soort uit te roeien, een voedselbron voor andere soorten te elimineren of de verspreiding van invasieve plagen te bevorderen.
Figuur 1.Gene drives kunnen worden gebruikt om populatiebrede eigenschappen te veranderen
Het gebruik van gene drives houdt echter ook een veel groter risico in voor het milieu, aangezien ze het potentieel hebben om een hele soort te decimeren …
Wetenschappers hebben al opgeroepen tot strikte bioveiligheidsmaatregelen en openbare controle als het gaat om het introduceren van bewerkte dieren en insecten in het milieu 9. Toch zijn er nog veel vragen onbeantwoord: Kunnen off-target effecten van CRISPR – onverwachte mutaties die leiden tot ongewenste fenotypes – onder controle worden gehouden? Wat zijn de gevolgen voor dieren of mensen die genetisch gemanipuleerde insecten of dieren eten? Zal het uitroeien van een hele soort – zij het een invasieve soort of een soort die ziektes draagt, zoals muggen of teken – het ecologisch evenwicht verstoren? Zullen veranderde organismen in staat zijn in natuurlijke omgevingen te overleven, en zo ja, voor hoe lang? Om deze vragen te beantwoorden is veel meer regulerend toezicht nodig dan momenteel overal ter wereld bestaat.
Editing van het genoom van gewassen en bomen is niet nieuw, en debatten over de voor- en nadelen van genetisch gemodificeerde (GM) planten worden al tientallen jaren gevoerd in de VS en Europa, en meer recentelijk wereldwijd. Belangrijke landbouwgewassen zijn genetisch gemanipuleerd om ze minder vatbaar voor ziekten en plagen, productiever en veerkrachtiger voor veranderende klimaten te maken. CRISPR verschilt van andere methoden van genetische manipulatie in de landbouw omdat het niet langer vereist dat vreemd DNA in het plantengenoom wordt ingebracht met behulp van een virus, bacteriële plasmide of ander vectorsysteem. Verschillende commentatoren hebben daarom opgeroepen tot wijzigingen in de regelgeving voor genetisch gemodificeerde planten, omdat met CRISPR of TALEN bewerkte organismen niet langer als transgene organismen in sensu strictu zouden worden geclassificeerd.
In de VS biedt het gecoördineerde kader, dat onder de bevoegdheid van de USDA, de FDA en de EPA valt, richtsnoeren voor landbouwtoepassingen van genoom-editing, maar hun regelgeving heeft alleen betrekking op “plantenplagen” – dieren, bacteriën, schimmels of parasitaire planten die direct of indirect schade kunnen toebrengen aan gewasplanten of delen daarvan. Deze bepaling komt in de regelgeving aan de orde wanneer delen van pest-DNA in een gastheerorganisme worden ingebracht, of wanneer bepaalde virale vectoren worden gebruikt. De regelgeving inzake schadelijke organismen regelt ook het inbrengen van schadelijke insecten in gewassen, planten en bomen, terwijl toepassingen van CRISPR waarbij geen gebruik wordt gemaakt van schadelijke organismen of delen daarvan om genetische ingrepen teweeg te brengen, buiten de huidige regelgeving vallen. Aangezien in de voorschriften de invoeging van DNA wordt omschreven als genetisch materiaal van een “donororganisme”, is het ook onduidelijk of de voorschriften van toepassing zijn op kopieën van pest-DNA die in het laboratorium worden gesynthetiseerd.
Zonder duidelijke veiligheids- en testrichtlijnen, en publieke betrokkenheid en discussie, zal het vertrouwen van het publiek in de veiligheid van GE insecten en dieren dezelfde weg volgen als GM voedsel
De Animal and Plant Health Inspection Service (APHIS), een tak van de USDA, beoordeelt aanvragen voor onderzoek op GM gewassen. APHIS heeft aangegeven dat producten die het resultaat zijn van CRISPR/Cas waarbij alleen een gen wordt verwijderd, in de meeste gevallen niet zouden worden gereguleerd omdat er geen nieuw genetisch materiaal in het ontvangende genoom wordt geïntegreerd. Vervangingen en invoegingen van genen zouden per geval worden bekeken om te bepalen of de ingebrachte eigenschap als een plaag geldt. In de afgelopen jaren heeft het APHIS een toename gezien van het aantal verzoeken om een niet-reguleringsstatus door academische centra en biotechnologiebedrijven, die hen vragen te bevestigen dat hun producten niet onder de huidige regelgeving vallen en dus niet door de federale agentschappen op veiligheid en werkzaamheid hoeven te worden gecontroleerd. De huidige trend naar deregulering zal het onderzoek naar een verscheidenheid van toepassingen van CRISPR bevorderen, maar de brede toepassing van die bewerkingen zonder afdwingbaar toezicht kan schadelijk zijn voor ecosystemen, biodiversiteit en de menselijke gezondheid.
In tegenstelling tot de VS heeft de Europese Unie (EU) een veel strengere regelgeving voor genetisch gemodificeerde gewassen in de landbouw. Zij eist een uitgebreide risicobeoordeling door de EFSA voordat de EG besluit al dan niet goedkeuring te verlenen voor gebruik in de EU. De EU-regelgeving beschouwt momenteel alle genetisch gemodificeerde gewassen of dieren als transgeen – ongeacht of dit de insertie van vreemd DNA dan wel rechtstreekse genoombewerking inhoudt – en dus als onderworpen aan regelgeving en risicobeoordeling. Er is echter een debat gaande waarin wordt betoogd dat CRISPR- of TALEN-bewerkte planten zonder vreemd DNA niet aan dezelfde regelgeving en risicobeoordeling moeten worden onderworpen als transgene planten. Aangezien de EU de grootste markt voor landbouwproducten ter wereld is, wachten andere landen nu af of de EG haar definitie van transgeen en haar regelgeving zal wijzigen voordat zij verder gaan met het op de markt brengen van bewerkte gewasplanten.
Het Amerikaanse gecoördineerde kader voor de regulering van biotechnologie werd gecreëerd om een uniforme aanpak van de regulering van biotechnologie te vergemakkelijken, maar het is niet langer toereikend in het tijdperk van CRISPR.6 Zelfs de strengere regelgeving van de EU is niet geschikt om alle mogelijke risico’s aan te pakken – met name met gene drive – aangezien het is ontworpen om transgene organismen te reguleren. Aangezien CRISPR bovendien goedkoop en gemakkelijk te gebruiken is en geen gesofisticeerde apparatuur of deskundige knowhow vereist, is het wereldwijd een populaire technologie geworden, die uiteindelijk internationale normen zal vereisen voor het testen van genetisch gemodificeerde organismen, het vrijgeven ervan in het milieu en het toewijzen van aansprakelijkheid voor schade. In de regelgeving moeten duidelijke eisen worden gesteld voor het testen van de veiligheid en werkzaamheid van bewerkte organismen in zorgvuldig gecontroleerde omgevingen of ingeperkte omgevingen waarin hun natuurlijke omgeving wordt nagebootst 8. Met name “gene drives” zouden alleen mogen worden goedgekeurd als de veiligheid en doeltreffendheid van de gewenste bewerkingen streng zijn getest. Tenslotte mogen bewerkte organismen alleen worden vrijgelaten in typische omgevingen, hetzij op een boerderij, hetzij in een wilde habitat, na raadpleging van het publiek en passende instemming van potentieel getroffen populaties.
Regelingen zouden ook de ontwikkeling van methoden moeten voorschrijven om de effecten van bewerkte insecten of dieren een halt toe te roepen, mochten zij schadelijk blijken voor andere organismen, het milieu, of de mens. Dergelijke omkeer-, immunisatie- en onderdrukkingsmechanismen zouden de effecten van reeds vrijgegeven “gene drives” neutraliseren door nieuwe genen in de populatie in te brengen om ongewenste effecten van vorige generaties tegen te gaan 9. Deze veiligheidsmechanismen worden echter beperkt door dezelfde feiten die alle “gene drives” beperken. Aangezien de soort zich over meerdere generaties moet voortplanten om de gewenste eigenschap te kunnen verspreiden, kunnen de negatieve milieueffecten veroorzaakt door de oorspronkelijke gene-drive populatie niet onmiddellijk worden gestopt door een tegengestelde gene-drive. Bovendien kunnen natuurlijke mutaties in het wild niet worden voorkomen en kunnen zij een gemanipuleerde eigenschap – of het nu gaat om de oorspronkelijke gen-aandrijving of de tegen-aandrijving – altijd na de introductie elimineren 9.
Een manier om dit probleem aan te pakken zijn zogenaamde terminator-genen of zelfbegrenzende genen die de levensduur van bewerkte organismen beperken of de bewerkte organismen kwetsbaarder of gemakkelijker te doden maken. Bovendien zouden bewerkte insecten en dieren moeten worden gemerkt om verantwoordelijkheid en aansprakelijkheid voor schade te kunnen toewijzen. Ook zouden onderzoekers de stroom van gen-edits door een populatie insecten of dieren beter kunnen volgen.
Dit zijn niet louter theoretische scenario’s. Een particulier biotechbedrijf ontwikkelt in Florida GE-muggen met het doel de incidentie van knokkelkoorts te verlagen door de populatie van A. aegypti-muggen te onderdrukken. Tot op heden heeft de FDA de proef nog niet goedgekeurd; de milieueffectbeoordeling en de periode waarin het publiek commentaar kan geven, zijn nog hangende. Sommige inwoners van Florida zijn sterk gekant tegen het vrijlaten van de GE-muggen, omdat zij zich zorgen maken over de veiligheid van de mens en het milieu. Zij hebben een punt, aangezien GE-organismen zich niet altijd op voorspelbare wijze zullen verplaatsen en gedragen; GE-muggen kunnen bijvoorbeeld, zelfs indien zij op een geïsoleerd eiland worden vrijgelaten, vele kilometers verderop terechtkomen en onverwachte effecten op het milieu hebben, zoals kruisingen met verwante soorten. Zonder duidelijke veiligheids- en testrichtsnoeren, en zonder betrokkenheid van en discussie onder het publiek, zal het vertrouwen van het publiek in de veiligheid van GE-insecten en -dieren dezelfde weg volgen als die van genetisch gemodificeerd voedsel.
Het is niet onredelijk te denken dat CRISPR in verkeerde handen kan worden gebruikt om gevaarlijke ziekteverwekkers nog krachtiger te maken
CRISPR wordt nu toegepast in veel academische en industriële laboratoria over de hele wereld. Er zijn dan ook internationale verdragen en beleidsmaatregelen nodig om het vrijkomen van GE-organismen in het milieu te regelen. In het “Guidance framework for testing of genetically modified mosquitos” van de WHO wordt bijvoorbeeld voorgesteld het Protocol van Cartagena inzake bioveiligheid 10 bij te werken. Artikel 17 van het Protocol verplicht de partijen een Internationaal Uitwisselingscentrum voor Bioveiligheid en de betrokken naties in kennis te stellen van introducties die kunnen leiden tot verplaatsingen van gemodificeerde organismen met nadelige gevolgen voor de biologische diversiteit of de gezondheid van de mens. In het document wordt echter niet gespecificeerd wie de naleving van het verdrag zal afdwingen, welke voorafgaande tests moeten worden uitgevoerd, wat de grenzen aan de levensvatbaarheid van organismen moeten zijn, welke methoden moeten worden gebruikt om de effecten te beoordelen, of hoe de schade moet worden geraamd of de schade moet worden beperkt. De doeltreffendheid van het verdrag wordt verder beperkt door vrijwillige deelname. Sommige belangrijke spelers op het gebied van genetische manipulatie, waaronder de VS en Zuid-Korea, zijn geen partij bij het Protocol van Cartagena.
CRISPR is ook een enorm krachtig instrument voor de synthetische biologie om micro-organismen te genereren voor een breed scala van toepassingen, van de productie van farmaceutica, biobrandstoffen of chemicaliën tot de sanering van verontreiniging of de diagnose en behandeling van ziekten. Gen-editing stelt synthetische biologen in staat volledige genomen van bacteriën en virussen met nieuwe eigenschappen te ontwerpen en te bewerken, maar geeft aanleiding tot dezelfde bezorgdheid over het per ongeluk of opzettelijk vrijkomen van GE-micro-organismen in het milieu.
In de VS valt de regelgeving inzake genetisch gemodificeerde micro-organismen onder de bevoegdheid van verschillende agentschappen: de FDA, de EPA en de National Institutes of Health (NIH), maar het ontbreekt deze agentschappen aan voldoende controle- en toezichtcapaciteit. De NIH heeft richtsnoeren voor het gebruik van recombinant-DNA-technologie, waarvan CRISPR er één is, die meldings- en inperkingsprocedures voorschrijven op basis van de pathogeniteit, virulentie, overdraagbaarheid en milieustabiliteit van het organisme. Onderzoek dat niet door het NIH wordt gefinancierd, valt echter niet onder deze richtsnoeren. Het EPA eist dat nieuwe chemische productie wordt gemeld, wat ook geldt voor sommige commerciële toepassingen van synthetische biologie, maar het agentschap vertrouwt op vrijwillige meldingen en voert geen proactieve audits uit en houdt geen toezicht op kleinschaliger activiteiten. De FDA eist dat de veiligheid en werkzaamheid van geneesmiddelen en biologische producten worden aangetoond alvorens deze op de markt worden gebracht, wat ook geldt voor op synthetische biologie gebaseerde geneesmiddelen voor menselijk gebruik, maar eist geen specifieke inperkingsmethoden om accidenteel vrijkomen te voorkomen of controles zoals terminator-genen te ontwerpen. Alleen de richtsnoeren van de NIH zijn specifiek gericht op genetisch gemodificeerde micro-organismen, maar deze instantie heeft ook de minste regelgevingsbevoegdheid. Naarmate CRISPR de voornaamste methode van genetische manipulatie wordt, zou het deze agentschappen sieren te eisen dat onderzoekers voldoende controlemechanismen aantonen als voorwaarde voor het gebruik van het CRISPR-bewerkingssysteem.
Er is nog een ander aspect van het genetisch bewerken van micro-organismen dat in overweging moet worden genomen, aangezien CRISPR ook kan worden gebruikt voor het synthetiseren en manipuleren van ziekteverwekkers, waaronder pokken, het Spaanse griepvirus, het vogelgriepvirus H5N1, en SARS. Het is niet onredelijk te denken dat CRISPR in de verkeerde handen kan worden gebruikt om gevaarlijke ziekteverwekkers nog krachtiger te maken.
Zorgen dat CRISPR/Cas niet wordt aangeprezen als een wondermiddel voor alle genetische ziekten is cruciaal voor een juiste toepassing en verspreiding van de technologie
Het gebruik van technologie om de pathogeniciteit van bacteriële of virale ziekteverwekkers te vergroten valt onder het Biologische en Toxine Wapens Verdrag (BWC), een internationaal verdrag dat is ontworpen om de productie en opslag van biologische wapens te voorkomen. Het BWC is echter van toepassing op overheidsactoren – althans op die welke het hebben ondertekend – maar is niet bedoeld voor particuliere bedrijven of particulieren. Naarmate de instrumenten die nodig zijn om pathogene organismen te ontwerpen en te manipuleren en de exacte genetische sequenties en instructies om dat te doen, gemakkelijker beschikbaar komen, wordt de doeltreffendheid van het BWC om misbruik van biologische instrumenten en kennis te voorkomen, bovendien steeds beperkter.
Een manier om enige controle uit te oefenen, zou erin bestaan de instrumenten van de synthetische biologie, met name DNA-synthese, te reguleren. Veel bedrijven die DNA-primers, -moleculen of zelfs synthese van het volledige genoom aanbieden, controleren reeds orders voor specifieke sequenties van pathogene organismen. Hoewel dit een belangrijke stap is van de industrie om misbruik te voorkomen, omvat dit niet alle bedrijven; bovendien breidt een toenemend aantal bedrijven hun klantenbestand uit van de academische wereld en het bedrijfsleven tot particulieren. Een mogelijkheid om dit probleem aan te pakken is de vrijwillige verbintenis van de industrie verder uit te bouwen en een internationaal clearinghouse op te richten waarbij producenten en verkopers van genetische sequenties zich moeten laten registreren. Alle geregistreerde bedrijven zouden dan verplicht zijn hun bestellingen te controleren en ervoor te zorgen dat degenen die biologisch materiaal bestellen dat kan worden misbruikt, over de juiste referenties, inperkingsfaciliteiten en opleiding beschikken.
Veel van de discussie over de risico’s van CRISPR-technologie is toegespitst op het gebruik ervan om de menselijke kiembaan te bewerken. CRISPR heeft echter veel potentiële therapeutische toepassingen buiten deze specifieke toepassing, variërend van immunotherapie tegen kanker tot de behandeling van infectieziekten en het creëren van stamcelmodellen voor ziekten. Bij deze toepassingen gaat het om genetische modificatie van menselijke somatische cellen en de aangebrachte veranderingen zijn derhalve niet erfelijk. Bij de immunotherapie tegen kanker is het huidige onderzoek toegespitst op adoptieve celtherapieën, waarbij T-cellen van patiënten worden geoogst, ex vivo worden gemodificeerd om hun vermogen tot vernietiging van tumorcellen te verhogen, in aantal worden uitgebreid en opnieuw aan patiënten worden toegediend. Een bijzonder veelbelovende benadering bestaat uit chimere antigeen receptor T-cellen (CAR-T), die zijn gemanipuleerd om receptoren met de specificiteit van monoklonale antilichamen op hun oppervlak tot expressie te brengen. CAR-T-therapieën hebben bewezen bijzonder doeltreffend te zijn in proeven tegen acute lymfoblastische leukemie bij zowel volwassenen als kinderen. Onderzoekers proberen het mechanisme op te helderen waarmee deze therapieën een robuuste respons bereiken, zodat deze cellen kunnen overleven en hun effector-functie in vivo kunnen uitvoeren. CRISPR wordt een aantrekkelijke optie om de eigenschappen van CAR-T-cellen te bewerken. Een andere therapeutische toepassing van CRISPR zou kunnen helpen om latente infecties met HIV- of herpesvirussen te genezen door het virale DNA in geïnfecteerde menselijke cellen aan te pakken en “eruit te snijden”.
Met de snelle toepassing van CRISPR/Cas in klinisch onderzoek, is het belangrijk om de ethische implicaties van dergelijke vooruitgang te overwegen. Pertinente kwesties zijn toegankelijkheid en kosten, de noodzaak van gecontroleerde klinische proeven met adequate beoordeling, en het beleid voor compassionate use. Veel celtherapieën brengen aanzienlijke kosten met zich mee, met name patiënt-specifieke immunotherapieën en stamcelbehandelingen. Het toevoegen van aangepaste gen-editing daarbovenop zal de prijs van dergelijke behandelingen nog verder opdrijven buiten het bereik van mensen met gemiddelde middelen en verzekering, om nog maar te zwijgen van diegenen die onverzekerd of behoeftig zijn, of afhankelijk zijn van nationale gezondheidsdiensten om te beslissen wat beschikbaar wordt gesteld aan patiënten. Ook rijst de vraag hoe patiënten moeten worden opgeleid om geïnformeerde toestemming te krijgen voor onderzoek en klinisch gebruik. CRISPR/Cas kan een lastig uit te leggen concept zijn, vooral als het gaat om de subtiliteiten en het potentieel voor ‘off-target genome editing’.
Naarmate de opwinding over CRISPR toeneemt, zal ook de vraag van patiënten toenemen. Het vinden van een evenwicht tussen de vraag van patiënten die wanhopig op zoek zijn naar nieuwe behandelingen en de noodzaak van rigoureuze klinische proeven is nu al een uitdaging voor regelgevende instanties en zal er met de komst van CRISPR niet eenvoudiger op worden. Het beleid van de VS, Europa en het bedrijfsleven biedt enige begeleiding over wanneer en hoe “compassionate use” of uitgebreide toegang tot experimentele behandelingen toe te staan, maar deze zullen misschien moeten worden aangepast om gen-editing aan te pakken. Bovendien, en zoals we hebben gezien met stamceltherapieën, zijn er altijd mensen bereid om verkeerde informatie te promoten of te overdrijven om te profiteren van wanhopige patiënten en hun families. Voor een juiste toepassing en verspreiding van de technologie is het van cruciaal belang dat CRISPR/Cas niet wordt aangeprezen als een wondermiddel voor alle genetische ziekten.
Er zijn specifieke uitdagingen op het gebied van regelgeving en ethische kwesties die relevant zijn voor de verschillende toepassingen van CRISPR-technologie voor het bewerken van zowel somatische als kiemlijncellen van de mens. Veel zorgwekkender is echter de opkomende toepassing van CRISPR op niet-menselijke organismen. De mogelijkheid om eerste-generatie organismen met gewenste eigenschappen te ontwerpen zou de ontwikkeling kunnen aanmoedigen zonder voldoende inperkingsmechanismen, of zou kunnen resulteren in het voortijdig vrijkomen van die organismen in het milieu en verlies van controle over hun verspreiding. Bovendien kan CRISPR worden misbruikt voor snode doeleinden, zoals bioterrorisme of biologische oorlogsvoering. Het gemak en de efficiëntie waarmee CRISPR kan worden toegepast, doet vrezen dat iedereen met de juiste apparatuur in een ruw laboratorium een griepvirus of een invasieve soort kan ontwikkelen dat resistent is tegen vaccins. Terwijl de nieuwe technologie een belangrijk debat heeft aangezwengeld over de vraag of moet worden doorgegaan met menselijke kiembaan-engineering, moeten de risico’s van de hier beschreven toepassingen dienen als een oproep tot discussie over binnenlandse en internationale regelgeving en richtlijnen voor het gebruik van CRISPR.