Beoordeling van mengsels

Subcommissie Landbouw

2014 was het jaar van de mengsels. De subcommissie Landbouw (ScL) boog zich over de vraag of genetisch gemodificeerde (gg-)gewassen waarin meerdere toxines tot expressie gebracht worden een speciale beoordeling vergen. De inbouw van twee of meer toxine-genen wordt door de aanvrager gedaan om de kans op resistentie-ontwikkeling te verminderen, of om meerdere plaaginsecten te bestrijden. Al in 2009 kreeg de COGEM een vergunningaanvraag voor de teelt van een gg-maïs-variëteit met twee ingebouwde Bt-genen ter beoordeling. Buiten Europa worden inmiddels al gg-maïsvariëteiten met wel zes Bt-genen geteeld. Omdat de COGEM verwacht dat in de toekomst ook in Europa teeltaanvragen voor dit soort gewassen zullen komen, werd er speciale aandacht geschonken aan de vraag hoe de combinatie-expressie beoordeeld moet worden.

De vraag komt erop neer dat vastgesteld moet worden of van een combinatie van toxines effecten op niet-doelwit-organismen te verwachten zijn die niet voorspeld kunnen worden vanuit de effecten van de individuele stoffen, met andere woorden, of er sprake is van synergisme of antagonisme. Deze vraag heeft in de toxicologie al een lange traditie, vandaar dat ten behoeve van de COGEM-advisering toxicologische expertise ingehuurd werd.

Synergisme en antagonisme worden altijd beoordeeld ten opzichte van een referentiemodel. Er zijn feitelijk twee referentiemodellen, namelijk “relatieve concentratie-additie” en “effect-additie”. Het eerste model is van toepassing als het gaat om stoffen met in principe hetzelfde werkingsmechanisme, die alleen verschillen in de mate waarin ze doordringen tot de receptor; de concentraties van de stoffen, relatief ten opzicht van hun LC50, kunnen dan bij elkaar opgeteld worden. Het tweede model wordt van toepassing verklaard op situaties waarin sprake is van stoffen met geheel verschillende werking; de relatieve effecten worden dan met elkaar vermenigvuldigd.

Door middel van twee onderzoeksprojecten werd een overzicht verkregen van het wetenschappelijk onderzoek dat uitgevoerd is naar mengseleffecten van Bt-eiwitten. Het eerste project, dat vooral toxicologisch van karakter was werd uitgevoerd door dr. Nellie van der Hoeven (ECOΣTAT). Het tweede project richtte zich meer op de risicobeoordeling en stond onder leiding van een team voorgezeten door dr. Adinda de Schrijver (ISP-WIV, België). Bovendien zijn de conclusies van deze twee onderzoeken nog eens bediscussieerd in een internationale workshop, gehouden in Amsterdam op 15 oktober 2014. Deze workshop was georganiseerd door de COGEM samen met drie buitenlandse zusterorganisaties (WIV-ISP; België; la Comision Nacional de Bioseguridad, Spanje); ACRE, Verenigd Koninkrijk).

De mengselproblematiek blijkt uitermate ingewikkeld te zijn. Onder de algemene noemer “Bt-eiwitten” gaan een aantal verschillende typen toxische moleculen schuil die gemeen hebben dat ze geproduceerd worden door Bacillus thuringiensis en een schadelijk effect hebben op ongewervelde dieren. Sommige daarvan zijn zeer specifiek toxisch voor bepaalde ordes van de insecten (werken bijvoorbeeld hoofdzakelijk tegen Lepidoptera), maar er zijn talloze voorbeelden van Bt-eiwitten waarvan de toxiciteit de ordegrens, soms zelfs de klasse- en fylumgrens overschrijdt. Verder blijkt dat er ook groepen Bt-eiwitten zijn met sterke synergistische combinatiewerkingen; dit komt echter nauwelijks voor bij de Bt-toxines die tot expressie gebracht worden in commerciële gg-gewassen. Verder blijkt ook nog dat er synergisme voorkomt tussen Bt-eiwitten bij organismen die resistent zijn geworden tegen één van de toxines. Het toegevoegde toxine zorgt feitelijk voor een doorbreking van deze resistentie, waardoor het organisme normaal gevoelig wordt. Ook deze situatie is voor de praktijk van gg-gewassen niet zo relevant.

De eiwitten die in commerciële gg-gewassen tot expressie gebracht worden behoren voor het overgrote deel tot de zogenaamde drie-domein Cry-eiwitten. Deze hebben een vergelijkbare structuur en werkingsmechanisme, zodat relatieve concentratie-additie een goed uitgangspunt is bij de beoordeling. Toch kan ook bij de 3D-Cry-toxines synergisme niet uitgesloten worden. Uit het literatuuronderzoek bleek dat synergisme tot nu toe alleen gevonden is bij 3D-Cry’s die werken tegen dezelfde groepen (ordes) van insecten. Dat geeft enige houvast bij de beoordeling.

Het werk van de COGEM is dus nog lang niet gedaan, en vraagt een continue monitoring en evaluatie van de nieuwste ontwikkelingen. Een uitdaging die we als ScMV van harte aangaan om de veiligheid van mens en milieu nu en in de toekomst te blijven waarborgen, zonder daarmee het werkveld onnodig te belasten.

Op basis van de uitvoerige literatuurstudies en de workshop zal de COGEM in het komende jaar een gedegen advies uitbrengen over hoe omgegaan moet worden met gg-gewassen die meerdere Bt-toxines bevatten. Dit advies zal de stand van de wetenschap tot nu toe weerspiegelen, maar houdt tegelijkertijd enkele slagen om de arm vanwege de complexiteit van de problematiek. Het advies komt erop neer dat bij Bt-toxines van het 3D-Cry type waarbij de toxines werkzaam zijn tegen verschillende groepen van insecten, uitgegaan mag worden van relatieve concentratie-additie. Dat houdt in dat het gewas dat meerdere van die toxines tot expressie brengt dan beoordeeld kan worden met een rekenmethode en dat nieuw empirisch onderzoek met niet-doelwitorganismen niet nodig is. Gaat het echter om Bt-toxines van het 3D-Cry type met werking tegen dezelfde groepen insecten dan dient het mengsel onderzocht te worden op effecten tegen relevante niet-doelwitorganismen uit die groepen. In dat geval kunnen onverwachte combinatie-effecten namelijk niet uitgesloten worden. Tenslotte is het uiteraard ook mogelijk om een gewas met meerdere ingebrachte Bt-genen de hele procedure van NTO-testen te laten doorlopen, als ware het een volledig nieuwe modificatie.

De discussie over mengsels is typerend voor de werkwijze van de ScL van de COGEM en de worsteling om met inachtneming van voldoende wetenschappelijke nuance toch een werkbaar advies voor de risicobeoordeling te geven. Zulke adviezen zullen altijd aan nieuwe wetenschappelijke voortgang getoetst moeten worden.

Dit onderwerp is eruit gelicht omdat het in 2014 veel aandacht gekregen heeft. Daarnaast werden in de subcommissie veel vragen behandeld die te maken hebben met ingeperkt gebruik. Te merken is dat meer en meer Nederlandse laboratoria nieuwe modelorganismen gaan onderzoeken. Omdat het uitlezen van complete genomen geen beperking meer vormt, valt het oog van onderzoekers op nieuwe organismen die bepaalde experimentele voordelen hebben. Om met genetisch gemodificeerde organismen te kunnen werken is dan een vergunning nodig onder ingeperkt gebruik. Daarbij moeten vragen over de biologie van de soort, zijn verspreidingspotentieel en gedrag in een kweekkamer, beantwoord worden. De COGEM kan dan aanvullende inperkingsmaatregelen voorschrijven zodat de kans op ontsnapping uit de laboratoriumsituatie verwaarloosbaar klein is.

In 2014 traden twee nieuwe leden toe tot de subcommissie Landbouw: prof. dr. P.H. van Tienderen, hoogleraar Experimentele Plantensystematiek aan de Universiteit van Amsterdam, en prof. dr. J. Memelink, hoogleraar plantencelfysiologie aan de Universiteit Leiden. Deze twee nieuwe leden versterken de deskundigheid van de commissie in de plantenecologie, populatiebiologie van planten, plantenfysiologie en plantengenetica.

Prof. dr. Nico M. van Straalen
Voorzitter subcommissie Landbouw