Ralph Thiele

Biotechnologie – die Schöpfung neu gedacht

Die Biotechnologie ist eine enorm innovative Wissenschaft. Sie verbindet Fortschritte in den Biowissenschaften mit den schier unbegrenzten Möglichkeiten der Datenverarbeitung und künstlichen Intelligenz, der Gen- und Zelltechnologie und der chemischen Wissenschaften. Die in der Immunologie, bei genetischen Therapien und auch bei biologischen Waffen erzielten Ergebnisse sind wirkmächtig. Es wird sogar möglich, die Erbinformationen in einem bestehenden Organismus neu zu gestalten. Die Schöpfung gerät in die Hand von Menschen, Maschinen und Algorithmen.

Derzeit nimmt die Fähigkeit, die Biologie zu verstehen und zu konstruieren, zunehmend Fahrt auf. Eine ganze Welle von Innovationen kündigt sich an mit erheblichen Auswirkungen auf Wirtschaft und Gesellschaft, Gesundheit und Landwirtschaft, Konsumgüter und Energieversorgung. Die Bandbreite der möglichen Anwendungen reicht von fortgeschrittener Mikroelektronik und Werkstoffen bis hin zu landwirtschaftlichen Produkten und Kosmetika. Die Bio-Identifikation über Netzhaut, Fingerabdrücke und Stimme kennen wir bereits. In Zukunft wird es auch möglich sein, sich über die eigenen Ohren, die Nase, den Körpergeruch oder sogar über die Muster seiner Venen zu identifizieren. Tragbare Sensoren am und im Körper überwachen grundlegende Vitalfunktionen. Hirnimplantate könnten demnächst kognitive Funktionen wie das Gedächtnis verbessern und damit die menschliche Lernfähigkeit fördern.

Zu den Innovation treibenden Fortschritten gehören ein starker Rückgang der Kosten für die Sequenzierung von DNA - das Analyseverfahren zur Entschlüsselung der Erbinformation von Organismen - sowie neue Möglichkeiten der Bearbeitung von Genen und der Neuprogrammierung von Zellen. Seit 1995 konnten bereits die Erbinformation von über 50.000 verschiedenen Organismen analysiert werden. Und es geht immer schneller und immer weiter. Von der Kartierung, Messung über die Gestaltung von Molekülen und Zellen, Geweben und Organen bis hin zur Kopplung von Biologie mit Maschinen – überall gibt es Fortschritte bis zur kommerziellen Nutzung.

Künftig könnten biologische Mittel zunehmend eingesetzt werden, um einen großen Teil der physischen Materialien der Weltwirtschaft herzustellen, potenziell mit verbesserter Leistung und Nachhaltigkeit. Man wird menschliche und nicht-menschliche Organismen konstruieren und umprogrammieren können, zur Krankheitsvorbeugung und -behandlung oder auch zur Steigerung landwirtschaftlicher Produktion. Zugleich wächst das Potenzial für Schnittstellen zwischen biologischen Systemen und Computern.

McKinsey rechnet in einer aktuellen Analyse damit, dass bis zu 60 Prozent der physischen Inputs für die Weltwirtschaft im Prinzip biologisch produziert werden könnten – also das, was wir essen und tragen; die Medikamente, die wir einnehmen; die Brennstoffe, die wir nutzen; wie wir Pflanzen, Tiere und alle anderen Dinge der physischen Welt konstruieren. Im Bereich der menschlichen Gesundheit könnte rund die Hälfte der gegenwärtigen globalen Krankheitslast entsorgt werden. Kommt das Steak im Restaurant künftig aus dem 3D-Drucker? Selbst bescheidene Fortschritte auf dem skizzierten Weg werden Volkswirtschaften, Gesellschaften und unser Leben grundlegend verändern.

Für das Militär ist die Biotechnologie eine zunehmend agile Plattform für die Entwicklung neuer Fähigkeiten. Das gilt auch für die „dunkle Seite der Macht“ wie Terroristen oder rücksichtslose private und staatliche Akteure. Während die einen medizinische Maßnahmen zur Versorgung Verwundeter oder Leistungsverbesserungen unter Einsatzbedingungen im Auge haben, konzentrieren sich die anderen auf Möglichkeiten der Bio-Kriegsführung und des Bio-Terrorismus.

Zu den denkbaren militärischen Anwendungen der Biotechnologie gehört ein überraschend breites Spektrum von Materialien und Sensoren, die in militärischen Systemen benötigt werden, darunter Brennstoffe aus Algenproduktion oder auch biologische Harze, die sehr leicht sind und nur schwer entflammbar. Diese eignen sich zum Beispiel für die Herstellung von Drohnen, Flugzeugen und Schiffsrümpfen. Im Bereich der Bio-Verteidigung gibt es Fortschritte bei der Entwicklung von Impfstoffen gegen biologische Kampfstoffe und endemische Krankheiten. Für Streitkräfte ist die Entwicklung von Kombinationsimpfstoffen, die Mehrfachimpfungen überflüssig machen, von besonderer Bedeutung. Computersimulationen helfen dabei, Einblicke in die Effizienz von Behandlungen zu gewinnen.

Insbesondere die Möglichkeiten zur biologischen Kriegsführung bzw. zum Bio-Terrorismus geben Grund zur Sorge, denn

· leistungsstarke Wirkstoffe sind heute bereits verfügbar;

· natürliche – z.T. geringfügig manipulierte - Krankheitserreger könnten genutzt werden, um Epidemien auszulösen;

· diese können in großen Mengen sehr kurzfristig hergestellt werden;

· eine Zuordnung zu einem etwaigen Aggressor ist schwierig.

Die Biotechnologie verfügt heute über detailliertes Wissen zur genetischen Anfälligkeit von Menschen. Dadurch können Eigenschaften wie erhöhter Virulenz, Ansteckungsfähigkeit oder Stabilität ausgenutzt oder manipuliert werden. Es ist damit sogar möglich, Einzelpersonen oder Personengruppen mit spezifischen genetischen Merkmalen gezielt anzugreifen. Ebenfalls könnte man Wirkstoffe für die biologische Kriegsführung schaffen, die gegen bekannte Behandlungsmethoden und Wirkstoffe resistent sind.

Das denkbare Portfolio umfasst möglicherweise auch den Einsatz von Insekten. So hat beispielsweise die DARPA, eine US-Agentur für fortgeschrittene Forschungsprojekte (Defense Advanced Research Projects Agency) im Jahr 2016 das Insect Allies Program ins Leben gerufen. Dieses sollte laut Projektbeschreibung vordergründig die landwirtschaftliche Lebensmittelversorgung der USA schützen, indem genetisch veränderte Viren über Insekten auf Pflanzen übertragen werden, die für die Übertragung der meisten Pflanzenviren verantwortlich sind. Da es sich bei der DARPA um eine militärische Behörde handelt, gibt es die Sorge im deutschen Max-Planck-Institut für Evolutionsbiologie, dass der eigentliche Zweck dieses Forschungsvorhabens darin bestehen könnte, Insekten als biologische Waffenträger zu nutzen.

Die COVID-19-Pandemie und ihre mögliche Verbindung mit dem chinesischen Labor in Wuhan haben die globalen Auswirkungen genetisch veränderter Viren ins Rampenlicht gerückt. Ein Artikel in The Mail on Sunday enthüllte kürzlich die Finanzierung des US-amerikanischen National Institute of Health (NIH) für die Erforschung des Fledermaus-Coronavirus im Wuhan-Institut für Virologie. Hintergrund ist, dass die US-Regierung im Jahr 2014 ein freiwilliges Moratorium erlassen hatte, mit dem alle Bundesmittel für so genannte Gain-of-Function-Studien gestoppt wurden. Dies sind Forschungsvorhaben, die einen natürlichen Krankheitserreger so verändern, dass er tödlicher und infektiöser wird. Das Moratorium entstand aus der Sorge über eine mögliche Pandemie, die durch unbeabsichtigte oder absichtliche Freisetzung von Viren verursacht werden könnte.

Diese Sorge war wiederum offensichtlich begründet, nachdem mehrere Laborunfälle in den US-Zentren für Krankheitskontrolle und -verhütung (CDC) im Juli 2014 bekannt wurden, die grundlegende Fragen zur Sicherheit in amerikanischen Hochleistungslabors aufwarfen. Zwei Laboratorien mussten geschlossen und einige biologische Transporte nach Zwischenfällen gestoppt werden. Hochpathogene Mikroben wurden offenbar nachlässig transportiert oder entsorgt, darunter ein versehentlicher Transport von lebendem Milzbrand. Ein weiterer Vorfall war die Entdeckung vergessener, lebender Pockenproben im öffentlich zugänglichen Abfalleimer eines Labors. Bei einem weiteren Vorfall wurde ein gefährlicher Influenzastamm versehentlich vom CDC in ein anderes Labor verschifft.

Wären nicht die tragischen Folgen, man könnte es für einen Treppenwitz der Weltgeschichte halten: ausgerechnet Dr. Anthony Fauci, Direktor des Nationalen Instituts für Allergien und Infektionskrankheiten (NIAID) und Chefarzt der US-Coronavirus-Task Force, lagerte nach dem Forschungsverbot in den USA, die amerikanisch Corona-Virus-Forschung in das chinesisches Labor in Wuhan aus – genau das Labor, das nun im Mittelpunkt der Untersuchungen über die mögliche Freisetzung von COVID-19 und die Ursache der globalen Pandemie steht.

Die Biotechnologie steht heute an der Schwelle, die Schöpfung zu gestalten. Dies bietet enorme Möglichkeiten, gibt aber auch Grund zur Sorge hinsichtlich unbedachter Manipulation, des möglichen Missbrauchs sowie auch von Fahrlässigkeiten. Politische Entscheidungsträger und die breite Öffentlichkeit sind auf diese Entwicklung noch nicht vorbereitet. Sie brauchen ein weitaus besseres Verständnis der Fähigkeiten, Anwendungen und Risiken der Biotechnologie, um angemessene ethische Regeln und Strategien zur Nutzung dieser innovativen Technologie entwickeln zu können. Eine ernsthafte und nachhaltige Debatte gehört auf die Tagesordnung. Die Erfahrungen mit COVID-19 unterstreichen, es geht ums Ganze.

28. Mai 2020

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