GENial Daneben: (Shit Happens, die 4.)

Schon als „besiegt“ geglaubte Infektionskrankheiten wie zB die Tuberkulose sind wieder stark im Kommen, besonders in Osteuropa. Aber auch „neue“ Virenarten (SARS, AIDS, „Schweinegrippe“, etc.)  und extrem widerstandsfähige Bakterienstämme (z,B. MRSA) machen den Ärzten und Gesundheitspolitikern Kopfzerbrechen.  In Deutschland ist es zur Zeit der EHEC (oder STEC), ein gefährlicher  E.Coli Mutant: H 104: H4.

Es gibt immer zwei Hauptfaktoren, die entscheidend sind für die Bewertung der Gesundheitsgefahr:

1)      Die Virulenz des Erregers  der Infektion

2)      Der Immunstatus des Menschen, der infiziert wurde (wie stark ist das Immunsystem; es gibt Menschen, die Erreger in sich tragen, aber nicht krank werden)

Armut, Mangelernährung, Belastung durch Umweltgifte, etc. und andere soziale Ursachen müssen in diesem Zusammenhang natürlich berücksichtigt werden. In den letzten 20 Jahren wurde aber auch die kommerzielle Biotechnologie als „innovative Zukunftstechnologie“ stark gefördert. Die dringende Frage, die gestellt werden muss, ist also:

In welchem Ausmaß trägt die unkritische Anwendung Gentechnik  dazu bei, dass immer mehr Krankheitserreger Therapie- bzw. Antibiotika resistent werden und dass neue „Superkeime“ entstehen, gegen die die Medizin mehr oder weniger machtlos ist?

(siehe dazu auch meine Beiträge zum Thema „Schweingrippe“ bzw. „Impfen“)

Dieses Problem wird umso dringender, als sich die Hinweise darauf verdichten, dass gentechnisch hergestellte Erreger, die angeblich „entschärft“ sind, doch einen Weg finden, sich zu vermehren bzw. ihre krankmachenden Eigenschaften mit denen anderer Mikroben zu kombinieren, wodurch sie natürlich immer gefährlicher werden.

Vorkommen bzw. Infektionen mit pathogenen Keimen wie Salmonellen oder Escherichia Coli (aber auch Noro- und Rotavirus) weiten sich seit Jahren weltweit aus. Besonders in Tieren bzw. tierischen Produkten finden sich immer häufiger krankmachende Mikroben. Doch nicht nur die „Durchfallbakterien“ werden zum Problem:

Seit den 1990er Jahren hat beinahe jede weit verbreitete Bakterienart Resistenz gegen Antibiotika entwickelt, viele davon sogar Mehrfachresistenzen (MR): dazu gehört Staphylococcus aureus (verursacht Toxisches Schock Syndrom, schwere Infektionen nach Operationen), Streptococcus aureus (Toxic Shock-like Syndrom);  S. pneumoniae (Erreger der Lungenentzündung);  S. pyogenes – Erreger des Rheumatischen Fiebers; Haemophilus influenzae (Erreger der Gehirnhautentzündung)

Die Entdeckung bzw. Entwicklung der Antibiotika war ein Meilenstein in der Medizingeschichte und hat Millionen das Leben gerettet, doch die Zahl der resistenten Bakterienstämme steigt seit Jahren dramatisch an. So zB bei den pathogenen E.Coli (wie EHEC),. Zwei E.Coli Stämme, die in einem Transplantationszentrum in Cambridge isoliert wurden, waren gegen 21 Medikamente resistent.

Forscher untersuchen seit Jahren, warum diese Stämme (wie EHEC bzw. STEC) immer aggressiver werden und haben festgestellt, dass es die Aufnahme und Aktivierung bestimmter Gene ist, die für die zunehmend gesundheitsschädliche Wirkung verantwortlich sind. Diese Gene werden als „Virulenzgene“ bezeichnet.

Dazu gehören zB Gene, die es dem Bakterium erleichtern, sich in die Darmschleimhaut einzunisten (bei STEC/ EHEC ist das z.B. eae (codiert intimin), doch der jetzt eruierte Erregerstamm hat dieses Gen überraschenderweise nicht) oder Gene, durch die das Bakterium ein starkes Zellgift produzieren kann (hier:  stx2). (Antibiotika verschlimmern die Giftwirkung in diesem Fall!)

Doch selbst wenn man diese Gene identifiziert und damit ein wichtiges Tool hat, die verschiedenen Unterarten zu unterscheiden, bleibt doch die wichtigste Fragen: Wieso nehmen (ursprünglich) harmlose Bakterien diese Gene auf? Welche Faktoren in der Umwelt beschleunigen diesen Prozess? Diese und andere Fragen versucht die Gen-Ökologie zu beantworten.

Diese wissenschaftliche Disziplin ist umso wichtiger, seit dem man weiß, dass genetisches Material (DNA oder RNA) von einem Organismus zu einem anderen übertragen werden kann. Dies nennt man Horizontalen Gen-Transfer (HGT). Während die normale “Vermehrung” (durch Zellteilung bzw. Paarung)  innerhalb einer Art als „vertikal“ bezeichnet wird.

Gen-Ökologie untersucht wie Gene funktionieren, wie und warum sie sich bewegen, wie sie übertragen werden können und wie ihr Verhalten durch Feedback aus der Umgebung (aus der jeweiligen Zelle, dem ganzen Lebewesen -Kommunikation der Zellen untereinander – und der äußeren Umwelt) geregelt wird.

An dieser Stelle ist es notwendig ganz klar zu sagen, dass die in den Medien kolportierte Vorstellung von der Funktion der „Gene“ völlig falsch ist: Gene sind NICHT die großen Diktatoren, die alles im Körper steuern, sie sind kein „Programm“, nach dem alles (immer automatisch) abläuft, sondern als Segmente der DNA eher eine „Datenbank“, aus der bestimmte „Ausführungsbefehle“ – je nach Bedarf – ausgewählt, verändert, neu geschrieben oder gelöscht (bzw. still gelegt) werden können. Sie sind Teil der komplexen Zellbiologie und keine Einbahnstraße“, wie es das klassische Dogma der Genetik vorgab:

Ein Gen erzeugt ein Protein und das wiederum ist für eine bestimmte Eigenschaft zuständig. Die DNA (und auch die Zellen und der Organismus an sich) ist nach dieser Auffassung eine biochemische Maschine. Demnach kann man, wenn man die Funktion eines Gens kennt, dieses ausschneiden, klonen, in ein anderes Genom einschleusen und somit Organismen produzieren, die bestimmte „erwünschte“ Eigenschaften haben. Wie zB Mais, dem man ein Gen für ein bakterielles Gift eingebaut hat (bt-Mais), das Schadinsekten vernichten soll. Klingt alles wunderbar einfach ist aber  gefährlicher  (wishful thinking) Bullshit.

Dieses mechanistische, reduktionistische Denken  ist ein Relikt von Newton und Descartes und wurde von der Realität schon längst überholt. Biologische Netzwerke sind viel komplexer als Physiker und Mathematiker wahrhaben wollen. Erstens kann ein Gen auch mehrere Eiweiße produzieren (aber auch mehrere Gene dasselbe Protein), es gibt also verschiedene Beziehungen. Zweitens hat der Mensch nur 30.000 Gene (es gibt Pflanzen, die mehr haben; Bakterien haben ca. 500 – 4000), es können aber Millionen verschiedener Eiweiße hergestellt werden. Die Gene sind natürlich keine technischen Komponenten, die nach Belieben ausgetauscht werden können, sondern alle miteinander vernetzt. Manipuliert man nur eines, ändert man die Beziehungen aller Gene zueinander mit unvorhersehbaren Folgen. Das Ganze ist mehr als die Summe seiner Teile. Mutationen finden auch meistens nicht „zufällig“ statt, wie oft immer noch behauptet wird (siehe dazu auch Epigenetik).

Und vor allem: Gene reagieren auf die Umwelt und die „Antwort“ verändert sich entsprechend. Welches Gen aktiviert wird, wie lange, welche anderen stillgelegt werden, hängt also von der zellulären und äußeren Umgebung ab. Deshalb wurde auch der Begriff „Fluid Genome“ geprägt: es ist ein dynamisches System, kein mechanisches, das in ein komplexes biologisches Netzwerk eingebettet ist, und von dem die Wissenschaft nur sehr wenig versteht. Je tiefer sie gräbt, desto komplizierter wird es. Die Gefahr dabei ist, dass man sich in Details verliert und dabei der Blick auf das Ganze verloren geht.

Doch die Gentechniker wollen das nicht wahrhaben, denn dann müsste ihnen klar werden, wie gefährlich und verantwortungslos ihre Manipulationen im Labor sind. Erstens verhalten sich Zellen in einer „Laborkultur“ immer anders als in einem Zellverband bzw. in einem lebenden Organismus, eben weil die biochemischen Signale aus der Umgebung fehlen. Die Zellkommunikation ist eines der faszinierendsten Themen in der Molekularbiologie und auch hier liegt noch vieles im Dunkeln. Doch die „Techniker“ verändern ein System, das sie kaum verstehen, weil sie berauscht sind von dem Gedanken, neue Lebewesen zu erschaffen und damit am besten auch noch viel Ruhm zu ernten und / oder Geld zu verdienen.

Ich kriege eine Gänsehaut, wenn ich Texte wie diesen lese:

Für ihn ist E. coli redux nur ein erster Schritt auf dem Weg zur „synthetischen Biologie“, die vor allem US-Forscher seit zwei Jahren propagieren. So wie aus der Elektrizitätslehre die Elektrotechnik, aus der Mechanik der Maschinenbau hervorging, ist die synthetische Biologie für sie die logische Weiterentwicklung der Wissenschaft vom Leben hin zu einer Ingenieursdisziplin.

[…] Die Grundlage für diese Entwicklungen legten James Watson und Francis Crick 1953, als sie die molekulare Struktur der DNS aufklärten. Schon der Terminus „Bauplan” für das Erbgut deutet darauf hin, dass die Biologie dazu überging, die Zelle in den Metaphern des Industriezeitalters zu beschreiben. Die zwischen einem und zehn Mikrometer großen Gebilde werden als winzige Fabriken gesehen. Aber da ist niemand, der die Moleküle in Bewegung setzt, um die Lebensprozesse der Zelle zu starten und am Laufen zu halten. Permanent werden im Zellkern Abschnitte des langen DNS-Moleküls kopiert. Die Kopien werden dann im Zellinneren verteilt. Ein kleiner Teil der Kopien, etwa fünf Prozent, wird in eiförmige Ribosomen gesteckt, in diesen werden aus herbeigeschafften Aminosäure-Molekülen die Eiweiße gefertigt. Die Eiweiße wiederum transportieren andere chemische Verbindungen, bereiten sie auf oder versorgen die Zelle mit Energie.

Wie diese ungeheure Aktivität im Detail abläuft, verstehen die Biologen zwar noch nicht. Aber seit die Biotechnik die Grundbausteine des genetischen Codes aufschlüsseln kann, wächst das Wissen, welche Genabschnitte welche Proteine kodieren. Genau hier setzt die junge Zunft der synthetischen Biologen an. Dem Maschinenparadigma folgend, werden Proteine und Botenmoleküle als Bauteile begriffen, die der Mensch beliebig verändern oder einfügen kann.

Während [diese Forscher] natürlich nur nützliche Biomaschinen im Sinn haben, könnten solch künstliche Organismen auch zu unschönen Zwecken designt [sic] werden. Im Prinzip sei es vorstellbar, hoch infektiöse Bakterien zu entwickeln, die etwa die Proteinfaltung von Menschen verändern und auf diese Weise tödlich wirken, warnt Nediljko Budisa, Biologe am Max-Planck-Institut für Biochemie in Martinsried. Das Ergebnis wäre eine ganz neue Klasse biologischer Waffen“

[…] “Die dreißigjährige Erfahrung mit genetisch veränderten Organismen hat gezeigt, dass sie im Vergleich zu ihren natürlichen Gegenstücken in natürlichen Umgebungen weniger fit sind.Aber die Biomaschinenbauer wären keine guten Ingenieure, wenn sie diesen kleinen Konstruktionsfehler ihrer Geschöpfe nicht beseitigen wollten. …“

Wahnsinn: Die ungeheuerliche Komplexität und Faszination des Lebens wird also reduziert auf das Niveau einer Maschine und man maßt sich allen Ernstes an, Lebewesen (für Profit und Größenwahn) konstruieren zu wollen, die besser sind als die aus der Natur, obwohl die Natur 4 Milliarden Jahre Erfahrung hat. Angesichts dieser Hybris, wird mir Angst und Bange, wenn ich daran denke, was sich in diesen Biotechnologie-Labors täglich abspielt (kein Politiker versteht das, fördert aber diesen Irrsinn als „Innovation“ …).

Bakterien sind das Lieblingsspielzeug der Gentechniker, weil sie von Natur aus die Fähigkeit haben, Genmaterial zu tauschen bzw. aufzunehmen und außerhalb des Chromosoms zu vermehren.  Das ist ja auch Teil ihrer Überlebensstrategie.

In Viren befindet sich das Erbmaterial in einer Proteinhülle. Das gilt zwar auch für Bakterien (die aber nicht in den Zellkern des „Opfers“ eindringen müssen, um ihr Erbmaterial in der Wirtszelle zu vermehren), doch diese beherbergen zusätzlich Plasmide (P), die sich im Zytoplasma vermehren können. Dann gibt es noch Transposone (T), die zwar in das Chromosom integriert werden, aber sich bewegen können (innerhalb eines Chromosoms bzw. zu einem anderen,  oder vom Chromosom zum Plasmid und umgekehrt). P und T  tragen typischerweise die o. a. Virulenzgene.

Künstliche Vektoren, die in Gen-Labors hergestellt werden, werden aus jenen Teilen der natürlichen Vektoren zusammengebastelt, die am infektiösesten sind, eben weil man den HGT beschleunigen will. Diese Konstrukte aus Bakterien und Viren werden zwar „deaktiviert“ (Virulenzgene entfernt oder stillgelegt), doch diese fehlenden „Kollegen“ im Genorchester können anderweitig rekrutiert werden: Aus Viren und andere parasitäre Agenten, die in der Umwelt bzw. den Zellen aller Organismen vorhanden sind.

Um ein transgenes Lebewesen herzustellen, muss also der Vektor in die Zelle eindringen und sich dort vermehren (er trägt also die Kopiereinheit in sich oder wird in das Genom der Zelle integriert). Um festzustellen, ob dies tatsächlich gelungen ist – man sieht ja nichts – werden so genannte Antibiotische Resistenz-Marker (ABM) eingebaut. Es wird also ein Geninsert eingefügt, dass diese Resistenz vermittelt. Dann werden alle Zellen mit diesem Antibiotikum behandelt, nur jene, die den Vektor (und damit das Gen) integriert haben, überleben, die anderen sterben. Doch was ist, wenn diese Antibiotikaresistenz weitergegeben und durch Kombination potenziert wird?

E.Coli gehört zu den gram-negativen Bakterien und wird seit Jahrzehnten als das Haustier der Molekularbiologen im Labor gezüchtet…. Unter idealen Bedingungen verdoppelt sich E.Coli alle 20 Minuten. Diese … Laborstämme sind genetisch derart beschaffen, dass sie außerhalb der Laborbedingungen nicht lebensfähig sind.“

 (Zitat aus: Grundzüge der Gentechnik, Birkhäuser Verlag, 2005; Seite 47)

Sind sie das wirklich nicht?

E. Coli ist das am intensivsten manipulierte Lebewesen der Welt. Gene von fast allen Arten  wurden hineingeschleust und darin millionenfach kopiert, seine Plasmide als „Genfähren“ benutzt. Mittlerweile werden ja auch Impfstoffe und Antikörper gentechnisch hergestellt. (Siehe dazu auch meine Beiträge zu „Impfen“ und „Schweinegrippe“)

Ist hier wirklich alles unter Kontrolle?

Hier haben wir einen Fall aus England, wo 2007 aus einem Biotech-Labor, das gentechnisch Impfstoffe herstellt, Erreger der Maul und Klauen-Seuche entwichen sind (man konnte den Stamm anhand der typischen Genmerkmale eindeutig  als Laborstamm identifizieren). Kommentar des britischen Umweltministers: „Das hätte nicht passieren dürfen“

2005 wurden von einem privaten Unternehmen „irrtümlich“ an über 6.000  Labors (weltweit) ein Päckchen geschickt, das den gefährlichen Erreger der „Hong Kong Grippe“ (Asian Flu) enthielt, an dem 1957 Millionen Menschen gestorben waren. Aber es passieren noch ganz andere „Pannen“:

„Versehentlich“  und absichtlich wurden auch schon neue Viren geschaffen:

Vor einigen Jahren gelang es Genetikern in Spanien (!) einen Coronavirus zu klonen: den TEGV. Das ist ein Virus, der neugeborene Ferkel befällt, von denen 80% an einer Darminfektion sterben. Zu den Coronoaviren gehören aber auch viele andere Unterarten, die grippeähnliche Infekte und möglicherweise auch neurologische Krankheiten auslösen. Diese Viren haben ein sehr großes Genom (mehr als doppelt so groß wie konventionelle RNA-Viren. (Die virale RNA wird im Zytoplasma vermehrt, nicht im Zellkern, der die eigene DNA der Zelle enthält.) Diese cDNA  wurde gemeinsam mit einem Promoter des CMV in E.Coli Bakterien eingebaut, der sie „kloniert“, also vervielfältigt hat.

Als man diese cDNA in Schweine injiziert hat, wurden RNA Viren produziert. Das kam sehr überraschend, weil die cDNA zuerst in den Zellkern der Schweinezellen gelangen musste, um dann wieder zu RNA umgeschrieben zu werden und anschließend zurück ins Zytoplasma transportiert wurde, damit sie sich replizieren konnte. Aber das tun normale Viren eben nicht. Die Forscher haben also einen völlig neuartigen Virus erschaffen.

Ein anderes, gentechnisches Experiment sorgte schon 2001  für Aufregung:

Es wurde hier über die Versuche australischer Wissenschaftler berichtet [20, 21], die mit einer Verstärkung der Antikörperproduktion durch die Überproduktion des Cytokins Interleukin 4 (IL-4) die Schwangerschaft bei Mäusen zu verhindern suchten. [Warum?]

Ein Gen für die Produktion von IL-4 wurde in das Genom eines Mauspockenvirus eingesetzt. Das Virusgenom enthielt auch ein Gen für die Produktion eines Proteins, das auf Eizellen der Maus zu finden ist. Nach der Infektion von Mäusen mit diesem Virus sollte das Eizellenprotein produziert und Antikörper dagegen hervorgerufen werden. Gleichzeitig sollte das IL-4-Gen in Mäusezellen exprimiert und eine größere Menge des IL-4-Cytokins als sonst produziert werden. Diese Überproduktion an IL-4 sollte dann eine Verstärkung der Antikörperproduktion gegen das Eizellenprotein verursachen. Ungeplant  hat IL-4 aber auch die Aktivität einer bestimmten Klasse von Immunzellen (cytotoxische T-Lymphozyten, Tc-Zellen oder auch Killerzellen genannt) unterdrückt, die normalerweise virusinfiziete Zellen attackieren, abtöten, und eine Virusinfektion dadurch beseitigen.

Und jetzt kommt der Hammer: Die Mäuse waren eigentlich gegen diesen Mäusepockenvirus resistent, es müsste also harmlos gewesen sein. Doch die Mäuse wurden vom Virus getötet.  Die Einfügung des IL-4-Gens hat dadurch ein „Killervirus“ erzeugt, das auch in resistenten Mäusen das Immunsystem lahm legte (unterdrückt die Primärantwort und das „Immungedächntnis“).

Hier stoßen wir auch an die schwammige Grenze zwischen Gen-Forschung und Entwicklung von Bio-Waffen. (Es gibt auch Stimmen, die glauben, der EHEC Keim sei absichtlich in Deutschland freigesetzt worden …. Weil er so ungewöhnlich sei, nämlich eine HGT Chimäre: er hat Gene von EHEC, EAEC (besonders gefährlich für Leute, deren Immunsystem unterdrückt ist) und von Viren …kommt uns das nicht irgendwie bekannt vor?) Äußerst interessant ist auch die Frage, WIE den die Patienten behandelt werden? Sie werden es nicht glauben: mit gentechnisch hergestellten Antikörpern …(Fortsetzung folgt)

Die spannende Suche nach der Wahrheit  geht weiter …

 

Die Ergebnisse zeigen, dass es sich bei bei dem HUSEC041-Ausbruchsstamm um einen Erreger mit erweiterten Virulenz-, Schwermetall- und Antibiotikaresistenz-Eigenschaften handelt.

Dieser Stamm kann als Hybrid oder Chimäre bezeichnet werden, da er Virulenzeigenschaften unterschiedlicher Erreger vereint.“

Prof. Karch; Institut für Hygiene, Uni Münster

 

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2 Kommentare zu „GENial Daneben: (Shit Happens, die 4.)

  1. Inwieweit exportiert Japan mit seinen Konsumgütern, Autos, Maschinen, Fernseher, Motorräder, Lebensmittel, seine Radioaktivität in die Welt? Das kann doch gar nicht sein, daß ein Auto, nach dem Fukushima-Unfall in Japan produziert, völlig ohne Strahlenbelastung geblieben ist, oder ein aus Japan hinausexportierter Speisepilz oder Fisch? Wer kann zu Hause mittels Meßgerät testen, wie die Reststrahlung ist? Und es muß das Produkt ja nicht mal direkt aus Japan kommen. Es kann ja ein Vorprodukt nach Brasilien/China/Indien/USA verschickt worden sein, und jetzt strahlt das Endprodukt aus Kanada, und keine weiß wieso!

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