SYNMOD_Biosafety and biosecurity, public perception

In Synmod ist die Anwendung der Prinzipien der synthetischen Biologie für das Design und die Produktion von neuen Antibiotikamolekülen geplant. Zunächst werden Peptid-Module in evolutionär entstandenen Antibiotika definiert, um sie anschließend für neue Wirkungsfunktionen zu rekombinieren. Die Module stammen aus der Gruppe der Lantibiotics, d.h. aus post-translational modifizierten Peptidantibiotika. Im nächsten Schritt konstruieren wir ein kontextunabhängiges post-translational System, welches eine Feinabstimmung des Modifikationsstoffwechsels ermöglichen soll. Dies soll durch die modulare Organisation des Stoffwechselweges bei gleichzeitiger genauer Charakterisierung der Expressionselemente erreicht werden. Der neu entworfene Stoffwechsel wird anschließend in ein neues Produktionschassis implementiert, d.h. in ein komplexitätsreduziertes Gram-positives Staphylococcus carnosus Bakterium (2.56 Mb Genom). Der resultierende Bakterienstamm wird dazu verwendet, eine Reihe von neuen Lantibiotika zu produzieren. Durch konsequente Anwendung des Prinzips der Modularität und der Kontextunabhängigkeit auf verschiedenen Ebenen des Ingenieursprozesses, versuchen wir eine neues Antibiotikaproduktionssystem zu entwickeln, welches ungewöhnlich robust und zielgenau ist. Anhand einer konkreten Anwendung der synthetischen Biologie, wollen wir weiters auch deren konkrete gesellschaftliche Auswirkungen anhand von ethischen und Sicherheits-Fragen analysieren. Auf Basis dieser Analysen wollen wir mit einer breiteren Öffentlichkeit in Kontakt treten um einen konstruktiven Dialog zu den Auswirkungen dieser neuen Biotechnologie zu ermöglichen.

Bis zur Entdeckung von Antibiotika waren Infektionskrankheiten eine permanente Bedrohung der Gesundheit und des Lebens. Kaum eine andere wissenschaftlich/medizinische Entdeckung hatte je so einen großen Einfluss auf das Wohlbefinden und die Sicherheit der gesamten Bevölkerung. Schnell fanden Antibiotika Anwendung, wurden von Ärzten gerne verschrieben und von den Patienten auch eingenommen, allerdings manchmal vor Ende der Therapie abgesetzt. In diesen Fällen kam es teilweise zur Entwicklung von Krankheitserregern die eine gewisse Resistenz bzw. Toleranz gegenüber den Wirkstoffen entwickelten. Mit anderen Worten die Wirkstoffe erzielten nicht mehr ihre heilende Wirkung. Lange Zeit half man sich gegen solche resistenten Keime, indem immer neue Antibiotika, die man nach und nach in der Natur fand, zum Einsatz kamen. Seit einigen Jahren jedoch werden immer seltener neue Wirkstoffe auf den Markt gebracht, nicht zuletzt weil keine neuen Substanzen in der Natur gefunden werden und weil sich die Pharmaindustrie keinen großen Gewinn erwartet. Im internationalen Forschungsprojekt SYNMOD wurde ein neuer Weg zur Herstellung neuer Antibiotika beschritten. Das Ziel von SYNMOD war aus einer speziellen Klasse von Antibiotika (Lantibiotika) biochemische Module zu extrahieren und diese neu zu kombinieren. Die so hergestellten synthetischen Antibiotika wurden in weiterer Folge auf ihre Wirksamkeit gegen Krankheitserreger getestet. Im Rahmen dieses Projekts war die Aufgabe des österreichischen Teilprojekts in erster Linie die Untersuchung der Schnittstelle zwischen Wissenschaft und Öffentlichkeit. Wir widmeten uns dabei verschiedenen Themen, z.B. welche ethische Fragen aufgeworfen werden, ob neue Sicherheitsprobleme zu berücksichtigen sind, welche Bedeutung der Lebensbegriff allgemein auf die Debatte um die synthetischen Biologie hat, oder in welcher Art und Weise die Ziele des Projekts und deren gesellschaftlichen Implikationen am besten dargestellt werden könnten. Unsere Ergebnisse zeigen dass die synthetische Biologie im Zusammenhang mit medizinischen Anwendungen wie etwa Antibiotika generell als ethisch unproblematisch eingeschätzt wird. Einzig die übermäßige Verwendung von Antibiotika in der industriellen Tierhaltung wird als problematisch betrachtet. Eine Modularisierung und damit Vereinfachung der Herstellung biologischer Systeme bringt, gleichsam als Nebeneffekt, eine Ausweitung des Personenkreises mit sich die diese Technologie verwenden können. Sogenannte Bio-hacker wurden in Medien und vereinzelt von Wissenschaftlern als Sicherheitsgefahr bezeichnet. Unsere Analyse widerspricht dieser Angst weitgehend, handelt es sich bei den Bio-hackern doch um semi-professionelle Enthusiasten die in erster Linie an der Demokratisierung der Produktionsprozesse interessiert sind, und auch dann innovativ tätig werden, wenn großer kein finanzieller Gewinn zu erwarten ist.