Een update over CRISPR-Cas genoombewerking in planten

In 2019 werd onze Facts series over genoombewerking in planten gepubliceerd. De revolutionaire technologie van CRISPR-Cas veroverde de wereld van de biotechnologie. Kritische vragen uit de maatschappij lieten dan ook niet lang op zich wachten. Dankzij onze publicatie hebben we veel van deze vragen kunnen beantwoorden. Wetenschap staat echter niet stil. Nieuwe technieken en toepassingen verschijnen elk jaar, met nieuwe economische en maatschappelijke impact. Politici wereldwijd passen hun wetgeving aan in functie van deze wetenschappelijke evoluties. In de zomer van 2023 zal de Europese commissie een nieuw wettelijk kader rond genoombewerkte gewassen voorstellen. Bij het VIB vonden we dit een geschikt moment om onze Facts serie van 2019 te herzien. We geven een update over de evoluties in genoombewerking van de afgelopen 4 jaar, en de impact dat een veranderend wetgevend kader voor ons allemaal kan betekenen.  

De Techniek 

Hoe CRISPR-Cas precies werkt kan je in detail lezen in onze publicatie van 2019. Hoewel de techniek nog steeds verder wordt verfijnd, werkt het al jaren op dezelfde manier. Vergeet niet, het CRISPR-Cas systeem is zeer oud, en kan terug getraceerd worden naar het immuunsysteem van bacteriën. De techniek bestaat dus als duizenden en duizenden jaren in de natuur. Het is pas in 2012 dat wetenschappers het CRISPR-Cas systeem voor de eerste keer toepasten in andere organismen zoals planten. Het belang en de implicaties van dit onderzoek werden erkend in 2020. Dat jaar ontvingen Emanuelle Charpentier en Jennifer A. Doudna de Nobelprijs in de chemie voor hun onderzoek op genoombewerking met CRISPR-Cas. Het hoofd van het Nobelcomité voor chemie, Claes Gustafsson, zei hierover: “Er schuilt een enorme kracht in deze genetische tool, die een impact heeft op ons allemaal. Het is niet enkel een revolutie in het fundamentele wetenschappelijk onderzoek, maar het zal ook leiden tot toepassingen in innovatieve gewassen en in baanbrekende medische behandelingen”. 

De nieuwe gewassen 

De Facts serie van 2019 vermeldde al de CRISPR Waxy Maïs van Corteva Agriscience. Het zetmeel in de maïs op de markt bestaat voor ongeveer 25% uit amylose en 75% uit amylopectine. De korrels van Waxy Maïs bestaan bijna volledig uit amylopectine (97%). Amylopectine is een eiwit dat in de industrie vaak gebruik wordt omdat het eenvoudig te verwerken is tot kleefmiddel. Wat gebeurde er sinds 2019? In september 2020 kondigde Canada aan dat Waxy Maïs wordt erkend als gelijkwaardig aan andere maïs variëteiten die reeds in het land groeien. Hierdoor is beslist dat Waxy Maïs veilig is voor gebruik (1). Ook de overheden van de VS, Brazilië, Argentinië en Chili hebben toestemming gegeven voor het cultiveren van Waxy Maïs. Aangezien CRISPR-Cas geen DNA van een ander organisme inbrengt, worden planten die geproduceerd zijn via genoombewerking niet gezien als een GGO (genetisch gemodificeerd organisme) en daardoor vallen deze planten niet onder de strenge GGO wetgeving. De meest recente update kwam recent in April 2023. Die maand gaf ook Japan groen licht aan Waxy Maïs. ​ 

Later in 2019 bracht Calyxt Inc. zijn eerste commerciële genoombewerkte gewas op de markt in de VS, High Oleic Soja. De olie die gewonnen wordt uit deze sojabonen bestaat voor ongeveer 80% uit oleïne en bevat tot 20% minder verzadigde vetten in vergelijking met conventionele sojabonen. Wat betekent dit in de praktijk? De olie die uit deze planten gehaald wordt blijft veel langer stabiel tijdens het bakken en frituren. Hierdoor gaat de olie tot wel 3 keer langer mee. De olie kan je ook langer bewaren in de winkel of in je keukenkast. We kunnen stellen dat het product zowel gezonder als duurzamer is. ​ Calyxt Inc blijft verder innoveren. In 2020 kregen ze toestemming van de Amerikaanse inspectiedienst voor dieren- en plantengezondheid (APHIS) om hun nieuwste HOLL soja op de markt te brengen, met nog hogere waarden voor oleïne (3). ​ 

In 2020 beschreef het ministerie van gezondheid, arbeid en welvaart (MHLW) en het ministerie van agricultuur, bos en visserij (MAFF) in Japan nieuwe richtlijnen rond genoombewerkte gewassen. Onder deze nieuwe richtlijnen wordt genoombewerking niet meer gezien als GGO, en vallen deze gewassen dus ook niet meer onder de strengere wetgeving. Sanatech Seed company, een start-up van de universiteit van Tsukuba, ontwikkelde later dat jaar een nieuwe tomaat genaamd “Sicilian Rouge High GABBA” met behulp van CRISPR-Cas. Deze tomaat produceert hogere hoeveelheden GABA, een substantie waarvan eerder onderzoek al uitwees dat het een positief effect heeft op de menselijke gezondheid, zoals het verlagen van de bloeddruk. Na uitgebreide veldproeven kwam deze Japanse tomaat op de markt in 2021 als het eerste gewas voor menselijke consumptie ontstaan door CRISPR-Cas (4)(5). 

In 2021 verzamelde het bedrijf Pairwise uit de VS voldoende financiering voor hun onderzoek naar de verbetering van de voedingswaarden en de smaak van bladgroenten. Hun verrijkte mosterdplanten bevatten hogere waarden aan Vit C, Vit E, calcium, Vit B6, magnesium, en andere nutriënten. Onder de naam van ‘Concious Greens’ zal dit het eerste genoombewerkte voedingsgewas worden op de Amerikaanse markt. Vanaf mei 2023 zullen deze bladgroentes verkrijgbaar zijn in restaurants en supermarkten. Pairwise ontwikkelt momenteel ook bessen, kersen en andere vruchten met verhoogde waarden in nutriënten (6). 

Het meest recente succesverhaal is de niet-bruinende banaan van Tropic. Zoals de naam doet vermoeden wordt deze banaan veel langzamer bruin tijdens het rijpingsproces. Volgens het bedrijf Tropic gaat tijdens de export tot 60% van de bananen verloren voordat de vruchten bij de klanten aankomen. Door het bruiningsproces te reduceren, hoopt Tropic niet alleen voedselverspilling tegen te gaan, maar ook om de CO₂ emissie van het transport te reduceren met 25%. In mei 2023 hebben de Filipijnen beslist dat deze banaan niet onder de strenge GGO-wet valt. Dit gewas kan nu vrij geïmporteerd en gepropageerd worden in het land. Tropic wil in de toekomst een banaan ontwikkelen die resistent is tegen de Panama TR4 ziekte. Deze ziekte bedreigt tot 80% van de banaanproductie wereldwijd (7). 

De Europese wetgeving 

Aandachtige lezers zullen waarschijnlijk iets hebben opgemerkt in het lijstje met gewassen. De landen vermeld liggen grotendeels in Azië, Noord-Amerika en Zuid-Amerika. Beleidsmakers in deze landen hebben beslist dat gewassen geproduceerd door genoombewerking, zoals CRISPR-Cas, niet vallen onder de strikte GGO wetgeving. Argentinië en Brazilië waren bij de eerste landen die genoombewerking loskoppelde van de GGO regelgeving, op voorwaarde dat de veranderingen die gemaakt zijn in de plant ook tot stand hadden kunnen komen op natuurlijke wijze, of aan de hand van klassieke veredeling technieken. Andere landen volgden met hun eigen wettelijk kader ten voordele van genoombewerkte gewassen. Dit leidde tot de eerste CRISPR-Cas gewassen op de markt: High-Oleic sojabonen in de VS, en de tomaat met verhoogde GABA waarden in Japan. ​ 

Europa blijft één van de meest beperkende wettelijke kaders ter wereld hebben als het gaat om genoombewerking. Voor de Euopese Unie valt CRISPR-Cas wel onder GGO regelgeving. Dit betekent dat het bijna onmogelijk is voor bedrijven om aan het wettelijk kader dat genoombewerkte gewassen toestaat te voldoen. Enkel grote multinationals beschikken over de financiële middelen om alle regels in te willigen, en zelfs dan zijn de kansen op toestemming gering. Het importeren van GG gewassen voor voeding en voeder is in Europa moeilijk, maar gewassen zelf cultiveren op een veld is bijna onmogelijk. Hoewel kleinere landen als België, Spanje, Zweden en Nederland vergunningen voor veldproeven toekennen, doen grotere landen als Frankrijk en Duitsland dit niet. Het resultaat? Slecht één GGO gewas (insecten-resistente maïs) wordt gecultiveerd in Europa. Alle andere pogingen om genoombewerkte gewassen te autoriseren zijn afgeblokt. ​ 

Is verandering op komst? 2023 wordt een boeiend jaar om deze vraag te beantwoorden. In 2021 startte de Europese Commissie het proces om een nieuwe wetgeving rond genoombewerking in gewassen uit te werken. In 2022 werd een voorstel ingediend bij verschillende betrokken partijen. Aan de hand van enquêtes en interviews werd de feedback verzameld. Dit vormt de basis van een impact verslag. Op basis hiervan hoopt de Europese Commissie een nieuw voorstel te doen voor het regulariseren van genoombewerking met CRISPT-Cas in gewassen. Dit wettelijk kader zal gecommuniceerd worden in de zomer van 2023. Wordt vervolgd….(8)(9). 

Steve Bers

Science Communications Expert, VIB

---

steve.bers@vib.be

Bedrijfswebsites en referenties