Lekker thuis knutselen aan DNA met je bio-kit

Genetische manipulatie

Te koop: een doe-het-zelf-pakket voor de genetische knip- en plaktechniek crispr. Volgens de fabrikant is het een werktuig van de DNA-revolutie. Deskundigen waarschuwen voor de bacteriën in het pakket.

Uitstalling van het doe-het-zelf-pakket, waarmee je thuis kan sleutelen aan het DNA van gistcellen en bacteriën – en bijvoorbeeld een fluorescerend biertje kan maken. Foto The Odin

Zelf op je keukentafel het DNA van bacteriën of gistcellen veranderen, zodat ze fluorescerend worden of tegen een antibioticum bestand zijn. Dat kan, dankzij een doe-het-zelf-pakket dat via internet voor zo’n 150 dollar in de Verenigde Staten te bestellen is. Maar… het mag niet. In Europa zijn zulke proeven verboden, tenzij er een vergunning voor is verleend.

Autoriteiten maken zich steeds meer zorgen over de wildgroei aan genetische experimenten die zo kan ontstaan. Eerder dit jaar stuurde de Duitse voedsel- en warenautoriteit (Bundesamt für Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit) een expliciete waarschuwing rond: wie zonder vergunning gaat knutselen met DNA, riskeert een boete die kan oplopen tot wel 50.000 euro. En als de in huiselijke kring veranderde micro-organismen na het experiment ook nog ontsnappen, kan de straf oplopen tot veel hogere geldboetes of zelfs drie jaar gevangenisstraf. In Nederland gelden soortgelijke straffen.

In de Verenigde Staten zijn DNA-experimenten toegestaan – zo lang er maar geen gevaarlijke organismen in het spel zijn. Daar bevat het nieuwe doe-het-zelf-pakket van de Amerikaanse biohacker Josiah Zayner nu zelfs het nieuwste snufje van de biotechnologie: de genetische knip- en plaktechniek crispr/cas. Met crispr/cas kun je eenvoudig voorgeprogrammeerde veranderingen in het DNA aanbrengen – in dit geval het resistent maken van de darmbacterie Escherichia coli tegen een antibioticum. Dat is een standaardproef voor laboratoria, om makkelijk aan te tonen dat er genetische verandering is opgetreden. Toch doet het gebruik hiervan buiten officiële laboratoria, deskundigen de wenkbrauwen fronsen. Resistente bacteriestammen zorgen nu al voor problemen in ziekenhuizen.

Genetische revolutie

Kit-aanbieder Josiah Zayner is een biofysicus die eerder werkte voor ruimtevaartorganisatie NASA. „We zitten midden in een genetische revolutie”, zegt Zayner per e-mail. „Voor het eerst in de geschiedenis kunnen mensen DNA herschrijven. Om ziektes te genezen, om gewassen op droog land te laten groeien, om nieuwe brandstoffen te maken of om nooit eerder geproefde smaken te creëren. Maar ook om zoiets simpels en grappigs te maken als fluorescerend bier.” De technologie gaat zo belangrijk worden voor ons dagelijks leven, vindt Zayner, dat je het niet alleen aan bedrijven en universiteiten moet overlaten: „Genetisch manipuleren moet een mensenrecht zijn.”

Genetisch manipuleren moet een mensenrecht zijn

Via crowdfunding zamelde Zayner voldoende geld in om zijn missie te verwezenlijken – de opbrengst was meer dan 70.000 dollar, drie keer zoveel als hij nodig dacht te hebben. Via zijn bedrijfje The Odin (The Open Discovery Institute) brengt hij nu dus ’s werelds eerste crispr/ cas doe-het-zelf-pakket aan de man.

Behalve illegaal is dat ook potentieel gevaarlijk, waarschuwen de Duitse autoriteiten. Het laboratorium van het Bayerisches Landesamt für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit (LGL) in Erlangen ontdekte onlangs dat er in de kit van Zayner niet de beloofde E. coli zat, maar potentieel ziekteverwekkende bacteriën, waaronder Enterococcus faecalis en Klebsiella pneumoniae. Deze bacteriën kunnen bloedvergiftiging (sepsis), blaasontsteking en wondinfectie veroorzaken. Geen fijn gezelschap voor de keukentafel. Het LGL adviseert mensen die zo’n kit in hun bezit hebben, deze niet te openen en onmiddellijk contact op te nemen met de plaatselijke gezondheidsdienst.

Furieus

Het LGL stuurde aanvankelijk zonder veel ruchtbaarheid een waarschuwing aan scholen in Duitsland over de mogelijk gevaarlijke inhoud van de kit. Daarbij zat een provisorisch verslag van de uitslag van een laboratoriumanalyse van een kit die het al in november had besteld bij The Odin. Bij navraag door deze krant liet het antwoord lang op zich wachten, totdat het LGL in maart uiteindelijk met een analyse van een tweede kit kwam die de eerdere bevinding bevestigde.

Zayner reageert furieus op de Duitse aantijgingen. Hij weet zeker dat er niets mis is met de spullen die hij levert. „Mijn bedrijf volgt vele kwaliteitsprocedures, waaronder het regelmatig testen van een stukje DNA van de bacteriën om te zien of het nog altijd dezelfde stam is.”

Het LGL twijfelt niet aan de bevindingen, schrijft een woordvoerder: „Het onderzoek is met moderne technieken gedaan in het laboratorium voor levensmiddelenbiologie, dat is geaccrediteerd door een onafhankelijke organisatie. Dat waarborgt de kwaliteit en kruisbesmetting kan daardoor volledig uitgesloten worden.”

De Nederlandse microbioloog Elisabeth Bik houdt vanuit haar standplaats in Californië een blog bij over ontwikkelingen in de microbiologie. Ze kent het werk van Zayner goed en is verrast door de beschuldigingen van de Duitse overheidsinstelling. Bik: „Ik zie online alleen maar verhalen van mensen die de kit besteld hebben en inderdaad de bacteriën streptomycine-resistent hebben gemaakt.”

Maar toch, zegt Bik, „Het is niet onmogelijk dat The Odin kit iets anders bevat dan meneer Zayner denkt. Bacteriestammen moeten zorgvuldig doorgekweekt worden, en er zijn hele instituten die zich bezighouden met stammencollecties en kwaliteitscontrole. Ik weet niet goed hoe Zayner’s productiefaciliteit er uitziet, maar als hij bacteriën in zijn garage of keuken kweekt, dan kan ik me voorstellen dat de bacteriekweek niet ‘rein’ meer is en dus meerdere stammen bevat.”

De bevindingen in Duitsland en het verweer van Zayner staan lijnrecht tegenover elkaar. De bacteriestammen die de Duitsers aantroffen zijn nauw verwant aan Escherichia, merkt Bik op. „Klinische laboratoria kunnen zulke bacteriestammen meestal goed van elkaar onderscheiden. Tegelijk klinkt het ook alsof Zayner het goed heeft aangepakt. De vraag is natuurlijk wie er gelijk heeft. Een onderzoek door een onafhankelijke derde partij zou meer duidelijkheid kunnen brengen.”

In Nederland worden de ontwikkelingen met argusogen gevolgd. De inhoud van de kit is hier nog niet onderzocht, zegt Cécile van der Vlugt, risicobeoordelaar genetische modificatie bij Bureau GGO van het RIVM. Bureau GGO is de overheidsinstelling die zich bezighoudt met de verlening van vergunningen voor experimenten met genetische modificatie. Van der Vlugt. „Het blijkt niet alleen om genetisch gemodificeerde organismen te gaan, maar dus ook om pathogenen. Dat baart ons wel extra zorgen.”

Workshop

Of de kits ook in Nederland al daadwerkelijk gebruikt worden, weet Van der Vlugt niet. „Dit soort kits zijn vergunningplichtig. Er zijn verschillende kits in omloop en we hebben al diverse vragen gekregen over het gebruik ervan.”

Zowel Bureau GGO als de Inspectie voor Leefomgeving en Transport, die verantwoordelijk is voor de handhaving, overwegen om de kits nader te onderzoeken.

Vorige maand organiseerde de Nederlandse biohacker Pieter van Boheemen twee workshops over dit thema. Hij gebruikte de crispr-kit van The Odin voor een sociaal experiment: zouden mensen bereid zijn de wet te overtreden? „De 25 deelnemers volgden alle stappen uit de handleiding om een genetisch veranderde bacterie te maken”, vertelt Van Boheemen, „Tot aan de laatste stap, de hittebehandeling in een waterbad die nodig is om het DNA in de cel te brengen. Ik heb de mensen in de zaal die een buisje voor zich hadden, gevraagd om naar voren te komen en hun buisje in het heetwaterbad te stoppen. Maar niemand deed het. Ja, het is een illegale handeling, maar iedereen rijdt ook wel eens door rood. Ik denk dat de sociale druk mensen tegenhield.”

Alle genetische modificatie met onschuldige micro-organismen zou eigenlijk vergunningvrij moeten zijn

In 2014 is het Nederlandse Besluit GGO vereenvoudigd. Daardoor hebben sommige scholen en ook kunst&tech-sociëteit De Waag waaraan Van Boheemen verbonden is, een vergunning gekregen om eenvoudige en veilige genetische experimenten uit te voeren.

Zelf denkt Van Boheemen dat de crispr-kit van Odin ongevaarlijk is. „Alle genetische modificatie met onschuldige micro-organismen zou eigenlijk vergunningvrij moeten zijn. Het risico voor de omgeving is te verwaarlozen. Het gaat om technologie uit de jaren zeventig waarvan we inmiddels weten wel heel goed weten wat het doet.”

Van Boheemen denkt overigens dat de kit in Nederland niet populair is. „Van de mensen die ik ken in de biohack-scene heeft verder nog niemand het gekocht. Ik denk omdat je er niet zoveel mee kunt. Het doel is puur educatief, dus eerder interessant voor scholen en universiteiten dan voor amateurs die het liefst hun eigen experiment bedenken.”

Universitaire wetenschappers zijn terughoudend om dit knutselen met DNA aan hobbyisten over te laten. „Het doet mij denken aan de aloude scheikundedoos, waar ik vroeger ook mee speelde”, zegt Oscar Kuipers, hoogleraar moleculaire genetica aan de universiteit van Groningen. „Maar die werd gewoon legaal verkocht en was voorzien van een hele lijst met veiligheidsinstructies.”

Genetische modificatie is echter veel strenger gereguleerd. Kuipers: „Het bevreemdt mij een beetje dat je zo’n genetisch doe-het-zelf-pakket op internet kunt kopen. Hier in het lab hebben wij overal een vergunning op de deur, en één keer per jaar worden we zorgvuldig gecontroleerd. Het lijkt mij dat dit soort experimenten het beste kunnen plaatsvinden onder toezicht, bijvoorbeeld in workshops die worden georganiseerd door gecertificeerde labs. Dat doe wij zelf ook wel eens bij open dagen voor scholieren.”

Levensmiddelenmicrobioloog Rijkelt Beumer van de Wageningen Universiteit kan zich daar ook in vinden: „Het lijkt me geen probleem als onder veilige omstandigheden met dit soort kits wordt gewerkt, mits de kits een keurmerk hebben van een erkende organisatie. Ik kan me voorstellen dat de overheid zich nu zorgen maakt dat dergelijke kits op de markt komen – vooral als er niet in zit wat er in hoort te zitten. Maar verbieden en handhaven zal moeilijk zijn. Docenten moeten nu dus verstandig zijn en het niet introduceren in hun lessen, tenzij de omstandigheden zodanig zijn dat gevaren zoveel mogelijk worden voorkomen.”

Affaires

Kuipers noemt het „een ongewenste ontwikkeling” dat bedrijfjes als The Odin nu spullen leveren om zelf met DNA te knutselen. „Het probleem is dat je niet weet hoe zorgvuldig die leveranciers werken. Zelfs bij gerenommeerde bedrijven die werken volgens de geldende veiligheidseisen kunnen er fouten gemaakt worden. Het kan natuurlijk zijn dat de spullen die via internet geleverd worden wel goed zijn, maar er kleeft altijd een risico aan.”

Van Boheemen is toch ook een beetje geschrokken van het nieuws over ziekteverwekkers in de kit. Hij had graag de kits die hij nog had staan, laten onderzoeken op welke bacteriesoorten erin voorkomen. „Maar helaas hadden we onze buisjes allemaal al aangebroken. Dus niet langer geschikt voor een analyse.”

Andere berichten van besmetting heeft Van Boheemen nog niet vernomen. „Vooralsnog is het de autoriteit van de Duitsers versus de data van The Odin.”