Reproduktions- und Gentechnik bei Tieren
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Dokumentation einer interdisziplinären Fortbildungsveranstaltung für Lehrerinnen und Lehrer Reproduktions- und Gentechnik bei Tieren durchgeführt im Auftrag der Biotechnologie-Agentur Baden-Württemberg Bärbel Hüsing René Zimmer Karlsruhe September 2001 Dieser Dokumentation liegt eine Lehrerfortbildungsveranstaltung zu Grunde, die am 21./22. Juni 2001 in Karlsruhe durchgeführt wurde. Die Konzeption, Organisation, Durchführung und Dokumentation der Veranstaltung erfolgte durch das Fraunhofer-Institut für Systemtechnik und Innovationsforschung im Auftrag der Biotechnologie-Agentur Baden-Württemberg. Autorinnen und Autoren der Dokumentation: Dr. Bärbel Hüsing (Projektleitung) Dr. René Zimmer Fraunhofer-Institut für Systemtechnik und Innovationsforschung (Fraunhofer ISI) Breslauer Str. 48 76139 Karlsruhe Tel: (07 21) 68 09-210, Fax: (07 21) 68 09-176 E-Mail: [email protected] Dipl.-Biol. Silke Schicktanz Stiftung Deutsches Hygiene-Museum Lignerplatz 1 01069 Dresden unter Mitarbeit von Florian Czerny, wiss. Hilfskraft, Fraunhofer ISI Dr. Sibylle Gaisser, Fraunhofer ISI Ilse Gottschalg, Sekretariat, Fraunhofer ISI Ernst Harder, Oberschulamt Freiburg Silke Just, Sekretariat, Fraunhofer ISI Sabine Schatte, Fichte-Gymnasium Karlsruhe Robert Tautz, Oberschulamt Karlsruhe Dieses Projekt wurde im Auftrag der Biotechnologie-Agentur Baden-Württemberg durchgeführt. i Inhaltsverzeichnis ........................................................................ Seite Tabellenverzeichnis ...............................................................................................vii Abbildungsverzeichnis ............................................................................................ix 1. Konzeption und Programm der Fortbildungs- veranstaltung „Reproduktions- und Gentechnik bei Tieren“ ............................................... 1 2. Mindmapping 3 2.1 Zur Methode ..................................................................................... 3 2.2 Mindmapping zum Thema Reproduktions- und Gentechnik bei Tieren ...................................................................... 3 3. Gentechnikfilm "Die zweite Evolution?"........................................................ 9 4. Stand und Perspektiven der Reproduktions- und Gentechnik bei Tieren ............................................................................................... 13 4.1 Reproduktions- und Gentechnik bei Tieren – Ziele, Definition und Abgrenzung ............................................................ 13 4.2 Weitere Anwendungen der Bio- und Gentechnik in der Tierzucht und -haltung.................................................................... 15 4.3 Reproduktionstechniken ................................................................. 17 4.3.1 Künstliche Besamung ..................................................................... 19 4.3.2 Zyklussteuerung und Beeinflussung der Geschlechtsreife ............. 19 4.3.3 Superovulation und Embryotransfer............................................... 20 4.3.4 In-vitro-Fertilisation ....................................................................... 21 4.3.5 Klonierungstechniken..................................................................... 21 4.3.6 Geschlechtsdiagnose und Geschlechtsbestimmung........................ 24 4.3.7 Ziele des Einsatzes von Reproduktionstechniken .......................... 25 4.3.8 Folgen des Einsatzes von Reproduktionstechniken........................ 26 ii ...........................................................................................Seite 5. 4.4 Gendiagnostik und Genanalytik ..................................................... 27 4.4.1 Zielsetzung gendiagnostischer und genanalytischer Verfahren in der Tierzucht ............................................................. 27 4.4.2 Fallbeispiel: Stressanfälligkeit und Fleischqualität beim Schwein .......................................................................................... 28 4.4.3 Weitere Anwendungsbeispiele der Gendiagnostik und Gen- analytik .................................................................................. 31 4.4.4 Vorteile und Folgen gendiagnostischer und genanalytischer Verfahren in der Tierzucht und produktion....................................................................................... 33 4.5 Transgene Tiere .............................................................................. 33 4.5.1 Methodische Ansätze zur Herstellung transgener Tiere................. 33 4.5.2 Methoden und Erfolgsraten des Gentransfers ................................ 34 4.5.3 Anwendungsbereiche für den Einsatz transgener Tiere ................. 40 4.5.4 Folgen der gentechnischen Veränderung von Tieren ..................... 45 4.6 Zusammenfassung .......................................................................... 46 4.7 Zitierte Literatur ............................................................................. 47 Bewertung von Anwendungen der Gentechnik durch Experten und Laien ............................................................................................... 51 5.1 Einleitung........................................................................................ 51 5.2 Auswählte Ergebnisse repräsentativer Bevölkerungsumfragen zu Einstellungen zur Gentechnik in der Bevölkerung ......................................................................... 51 5.3 Welche Faktoren sind entscheidend für das Zustandekommen bestimmter Einstellungen gegenüber der Gentechnik? .................................................................................... 58 5.4 Anforderungen an eine Kommunikation über Gentechnik............. 65 iii ...........................................................................................Seite 6. 7. 5.5 Zitierte Literatur ............................................................................. 68 5.6 Weiterführende Literatur ................................................................ 69 Gene Pharming ............................................................................................... 71 6.1 Definition, Prinzip und Zielsetzung des Gene Pharming ............... 71 6.2 Vor- und Nachteile des Gene Pharming im Vergleich mit Alternativen .................................................................................... 72 6.3 Stand von Wissenschaft und Technik beim Gene Pharming.......... 76 6.4 Wissenschaftlich-wirtschaftliche Problembereiche des Gene Pharming ............................................................................... 77 6.4.1 Herstellung einer Herde von transgenen Tieren für die Produktion ...................................................................................... 78 6.4.2 Pharmawirkstoffe aus der Milch transgener Tiere – Anforderungen an Produkt und Prozess ......................................... 79 6.4.3 Ökonomische Notwendigkeit zur Verkürzung des FuEProzesses......................................................................................... 81 6.5 Schlussfolgerungen und Fazit: Inwieweit erfüllt Gene Pharming die Erwartungen? ........................................................... 84 6.6 Literatur .......................................................................................... 86 Bewertung des Gene Pharming mit Hilfe des Multicriteria Mapping ............................................................................................... 89 7.1 Zielsetzung des Multicriteria Mapping........................................... 89 7.2 Durchführung Multicriteria Mapping............................................. 90 7.3 Ergebnisse des Multicriteria Mappings .......................................... 94 iv ...........................................................................................Seite 8. Ethik in den Wissenschaften: Wege der Urteilsbildung am Beispiel "Transgene Tiere"........................................................................................... 99 8.1 Drei Leitideen bei der Vermittlung von Wissenschaftsethik 99 8.2 Technik- und probleminduzierter Zugang der Wissenschaftsethik am Beispiel transgener Tiere ........................ 101 8.3 Die Ebene der ethischen Reflexion: Wie gelangt man zu tierethischen Argumenten? ........................................................... 102 8.3.1 Wie werden Werte zugeschrieben? .............................................. 103 8.3.2 Wer oder was kann Träger moralischer Werte sein?.................... 103 8.3.3 Wer oder was kann moralische Werte setzen? ............................. 104 8.4 Die Tradition tierethischer Überlegungen .................................... 105 8.5 Der Pathozentrismus..................................................................... 106 8.5.1 Moralphilosophischer Hintergrund............................................... 106 8.5.2 Erkenntnistheoretischer und empirischer Hintergrund................. 109 8.6 Pathozentrismus – auf die Praxis der transgenen Tiere bezogen......................................................................................... 110 8.6.1 Ist Gentechnik per se zu verurteilen? ........................................... 110 8.6.2 Empirische Aspekte des Leidens bei transgenen Tieren .............. 111 8.7 Weitergehende ethische Kriterien für die Beurteilung der Erzeugung und Verwendung transgener Tiere ............................. 113 8.8 Zusammenfassung und Fazit: Interdisziplinäre Bearbeitung wissenschaftsethischer Themen.................................................... 116 8.9 Literatur ........................................................................................ 117 v ...........................................................................................Seite 9. Umsetzung der Fortbildungsinhalte in Unterrichtskonzepte.................... 123 9.1 Unterrichtskonzept 1: Konzeption einer fächerverbindenden Unterrichtseinheit zum Thema "Menschenzüchtung".................................................................... 125 9.2 Unterrichtskonzept 2: Einsatz schülerzentrierter Arbeitsformen in einer Lehrplaneinheit zum Thema "Gentechnik"................................................................................. 126 9.3 Unterrichtskonzept 3: Konzeption einer Unterrichtseinheit zum Thema "Einsatz transgener Tiere als neues Verfahren zur Medikamentenherstellung am Beispiel der Mukoviszidose" ............................................................................ 127 10. Hinweise zur Beschaffung weiterführender Literatur, Materialien und Informationen zum Thema ................................................................... 129 10.1 Besonders empfehlenswerte Bücher, Zeitschriften und Internetangebote zum Thema Reproduktions- und Gentechnik bei Tieren .................................................................. 129 10.2 Weiterführende Materialien und Informationsquellen zum Thema Reproduktions- und Gentechnik bei Tieren ..................... 132 10.3 Ausgewählte Informationsangebote zum Thema Gentechnik.................................................................................... 134 10.4 Filme, Folien, Computersoftware................................................. 137 10.5 Exkursionen .................................................................................. 138 11. Bewertung der Veranstaltung durch die Teilnehmerinnen und Teilnehmer ............................................................................................. 141 vii Tabellenverzeichnis Seite Tabelle 1.1: Programm der Lehrerfortbildung „Reproduktions- und Gentechnik bei Tieren“ ............................................................... 2 Tabelle 4.1: Anwendungen der Bio- und Gentechnik in der Tierhaltung ................................................................................ 15 Tabelle 4.2: Kälberausbeute durch Embryotransfer ohne und mit Embryosplitting ......................................................................... 22 Tabelle 4.3: Eizellenverbrauch bei Mikroinjektion, sich entwickelnde Föten und Ausbeute an transgenen Tieren für verschiedene Tierarten......................................................... 38 Tabelle 4.4: Erfolgsraten bei der Produktion transgener Tiere durch Mikroinjektion........................................................................... 38 Tabelle 4.5: Effizienz der Herstellung transgener Rinder – Vergleich von Gentransfer durch somatischen Kerntransfer mit Gentransfer durch Mikroinjektion............................................. 39 Tabelle 4.6: Übersicht über Einsatzbereiche für transgene Tiere.................. 42 Tabelle 6.1: Vor- und Nachteile verschiedener Alternativen zur Herstellung menschlicher therapeutischer Wirkstoffe .............. 73 Tabelle 6.2: Modellberechnungen zur Ermittlung der Herdengröße transgener Tiere, die erforderlich wären, um den Weltjahresbedarf an ausgewählten menschlichen Pharmawirkstoffen zu decken ................................................... 75 Tabelle 6.3: Wirkstoffe aus transgenen Tieren in der klinischen Prüfung ...................................................................................... 76 Tabelle 6.4: Ansätze und Maßnahmen zur Verringerung von wissenschaftlich-wirtschaftlichen Problembereichen des Gene Pharming.................................................................... 85 Tabelle 7.1: Unterschiede zwischen üblicherweise praktizierter Technikbewertung und unter Nutzung von MCM .................... 89 Tabelle 7.2: Arbeitsblatt zur Durchführung des MCM am Beispiel Gene Pharming .......................................................................... 91 Tabelle 7.3: Kriterienkatalog......................................................................... 92 viii Seite Tabelle 7.4: Hitliste der am häufigsten genannten Kriterien zur Bewertung der Optionen ........................................................... 95 Tabelle 7.5: Anzahl und Gewichtung der Kriterien ...................................... 95 Tabelle 7.6: Ranking der Optionen ............................................................... 96 Tabelle 8.1: Mögliche Aufteilung der interdisziplinären Bearbeitung wissenschaftsethischer Fragestellungen am Beispiel transgener Tiere auf Ethik- und naturwissenschaftlichen Unterricht................................................................................. 117 ix Abbildungsverzeichnis ..........................................................................Seite Abbildung 2.1: Mindmap 1 zur Reproduktions- und Gentechnik bei Tieren (Gruppe 1) ........................................................................ 5 Abbildung 2.2: Mindmap 2 zur Reproduktions- und Gentechnik bei Tieren (Gruppe 2) ........................................................................ 6 Abbildung 2.3: Mindmap 3 zur Reproduktions- und Gentechnik bei Tieren (Gruppe 3) ........................................................................ 7 Abbildung 2.4: Mindmap 4 zur Reproduktions- und Gentechnik bei Tieren (Referenten des Fraunhofer ISI) ...................................... 8 Abbildung 4.1: Reproduktions- und Gentechnik als Teilbereiche der Biotechnologie........................................................................... 14 Abbildung 4.2: Übersicht über wichtige Reproduktionstechniken .................... 18 Abbildung 4.3: Schematische Darstellung des Klonens durch Kerntransfer am Beispiel "Dolly" ............................................. 23 Abbildung 4.4: Schematische Darstellung des Klonens durch Kerntransfer............................................................................... 24 Abbildung 4.5: Prinzip der Gendiagnostik am Beispiel des "Stressgens" (RYR) beim Schwein ................................................................ 30 Abbildung 4.6: Prinzip des Herkunftsnachweises von Tieren und tierlichen Produkten durch eine auf einer DNA-Analyse basierenden "genetische Ohrmarke".......................................... 32 Abbildung 4.7: Schematische Darstellung von Methoden des Gentransfers bei der Maus......................................................... 36 Abbildung 4.8: Verbleib von Fremd-DNA nach Mikroinjektion....................... 37 Abbildung 4.9: Unterschied zwischen Klonen und transgener Veränderung von Tieren............................................................ 40 Abbildung 5.1: Wird die Bio- und Gentechnik in den kommenden 20 Jahren unser Leben verbessern, keinen Einfluss haben oder wird sie die Dinge verschlechtern? Einschätzungen der Bevölkerung in 15 europäischen Ländern...................................................................................... 53 Abbildung 5.2: Erwartete Auswirkungen verschiedener Technologien in der deutschen Bevölkerung 1997 .......................................... 54 x ...............................................................................................Seite Abbildung 5.3: Bewertung ausgewählter Anwendungen der Gentechnik in den Bereichen Medizin, Lebensmittel und Landwirtschaft durch Bürger in Deutschland 1997................... 56 Abbildung 5.4: Subjektive Einschätzung des eigenen Wissens über Gentechnik durch Bürger in Deutschland 1997 ........................ 59 Abbildung 5.5: Bewertung der Regulierung bzw. Regulierbarkeit der Gentechnik durch Gesetze durch Bürger in Deutschland 1997 ........................................................................................... 60 Abbildung 5.6: Wichtigkeit ethischer Aspekte für die Bewertung der Gentechnik durch Bürger in Deutschland 1997 ........................ 62 Abbildung 5.7: Einschätzung des Einflusses ausgewählter Akteure auf den Umgang mit der Gentechnik in der Gesellschaft durch Bürger in Deutschland 1997............................................ 63 Abbildung 5.8: Bewertung von Gentechnikexperten durch Bürger in Deutschland 1997 ...................................................................... 64 Abbildung 6.1: Prinzip des Gene Pharming bei transgenen Nutztieren ............. 72 Abbildung 6.2: Zeitlicher Ablauf der erforderlichen Schritte bis zur Etablierung einer Produktionsherde transgener Schafe oder Ziegen unter Verwendung von Standardtechniken ........... 83 Abbildung 7.1: Art und Anzahl der von den Teilnehmern ausgewählten Kriterien für das Multicriteria Mapping.................................... 94 Abbildung 7.2: Einfluss der Kriterienbereiche auf das Ranking der Optionen .................................................................................... 97 1. Konzeption und Programm der Fortbildungsveranstaltung „Reproduktions- und Gentechnik bei Tieren“ Was hat Dolly mit der Gentechnik zu tun? Werden Landwirte in Zukunft gentechnisch veränderte Turbokühe und "eierlegende Wollmilchsäue" züchten? Was sind die derzeit und künftig bedeutendsten Anwendungsgebiete der Gentechnik in der Tierzucht? Wie weit ist die Wissenschaft hier bereits fortgeschritten? Wie sind diese Anwendungen zu beurteilen? Wie kann man die Potenziale der Reproduktions- und Gentechnik bei Tieren nutzen, wo sollten Grenzen gesetzt werden? Wie vermittle ich diese Thematik im Biologie- oder Ethikunterricht der gymnasialen Oberstufe? Wo finde ich aktuelle Informationen und weiterführende Materialien zum Thema? Mit diesen und anderen Fragen befasste sich die fächerübergreifende Fortbildungsveranstaltung "Reproduktions- und Gentechnik bei Tieren". Sie richtete sich an Lehrerinnen und Lehrer der Fächer Biologie, Religion und Ethik an allgemeinbildenden Gymnasien, die Interesse an der Gentechnikthematik und ihrer Vermittlung im Unterricht haben. Durchgeführt wurde die Veranstaltung vom Fraunhofer-Institut für Systemtechnik und Innovationsforschung (Fraunhofer ISI), Karlsruhe im Auftrag der Biotechnologie-Agentur Baden-Württemberg (BTA) in Kooperation mit den Oberschulämtern Karlsruhe und Freiburg. Ziel der Veranstaltung war es, Lehrkräfte dabei zu unterstützen, Schülerinnen und Schülern auf diesem sich so rasch entwickelnden und kontrovers diskutierten Gebiet der Bio- und Gentechnik Fachwissen zu vermitteln und sie dazu zu befähigen, sich ein eigenständiges, wohl begründetes Urteil zu bilden. In dieser zweitägigen Veranstaltung wurde der aktuelle Stand von Wissenschaft und Technik vermittelt, mögliche Folgen der Reproduktions- und Gentechnik bei Tieren thematisiert und bewertet und praktische Übungen zur Informationsbeschaffung und –bewertung sowie zur Umsetzung im Unterricht durchgeführt. Durch verschiedene Arbeitsformen sollten die Teilnehmerinnen und Teilnehmer die Inhalte der Veranstaltung aktiv erarbeiten, praktisch erproben und kritisch diskutieren. Die vorliegende Dokumentation fasst die Referate und Ergebnisse der Gruppenarbeiten zusammen. Weil gerade in der Gentechnik das Wissen schnell veraltet, gibt die Dokumentation außerdem Hinweise auf Informationsquellen und Materialien, um das Selbststudium und die vertiefende Beschäftigung mit der Thematik Reproduktions- und Gentechnik bei Tieren sowie mit weiteren Anwendungsgebieten der Biotechnologie und Gentechnik zu erleichtern. 2 Tabelle 1.1: Programm der Lehrerfortbildung „Reproduktions- und Gentechnik bei Tieren“ 1. Tag 9: 00 – 9:30 Uhr Begrüßung, Vorstellungsrunde 9:30 – 10:15 Uhr Chancen und Risiken der Reproduktions- und Gentechnik bei Tieren (Mindmapping) 10:15 - 10:45 Uhr Gentechnikfilm: "Die zweite Evolution?" 10:45 - 11:00 Uhr Kaffeepause 11:00 – 12:00 Uhr Referat: Stand und Perspektiven in der Reproduktions- und Gentechnik bei Tieren (Dr. Hüsing, Fraunhofer ISI) 12:00 – 14:00 Uhr Mittagessen, Mittagspause 14:00 – 15:00 Uhr Referat: Bewertung von Anwendungen der Gentechnik durch Experten und Laien (Dr. Zimmer, Fraunhofer ISI) 15:00 – 15:15 Uhr Kaffeepause 15:15 – 16:45 Uhr Gruppenarbeit Informationsbeschaffung zum Thema "Reproduktions- und Gentechnik bei Tieren" (Internet-Angebote und Print-Informationen) 16:45 – 17:30 Uhr Referat: Gene Pharming: Zielsetzungen, Folgewirkungen, wissenschaftliche und gesellschaftliche Kontroversen (Dr. Hüsing, Fraunhofer ISI) 17:30 – 18:00 Uhr Blitzlichtrunde: Fazit des ersten Tages 2. Tag 9:00 – 11:00 Uhr Gruppenarbeit: Bewertung des Gene Pharming mit Hilfe des Multicriteria Mapping (Dr. Zimmer, Fraunhofer ISI) 11:00 – 11:30 Uhr Kaffeepause 11:30 – 12:15 Uhr Referat: Ethik in den Wissenschaften: Wege der Urteilsbildung am Beispiel "Transgene Tiere" (Schicktanz, Deutsches HygieneMuseum Dresden) 12:15 – 13:00 Uhr Auswertung des Multicriteria Mapping, Präsentation und Diskussion der Ergebnisse (Dr. Zimmer, Fraunhofer ISI) 13:00 – 14:30 Uhr Mittagessen, Mittagspause 14:30 – 16:00 Uhr Gruppenarbeit: Umsetzung der Fortbildungsinhalte in Unterrichtskonzepte, darin 15:00 – 15:15 Uhr Kaffeepause 16:00 – 17:00 Uhr Präsentation und Diskussion der Ergebnisse 17:00 – 17:30 Uhr Blitzlichtrunde: Bewertung der Veranstaltung 17:30 Uhr Ende der Veranstaltung 3 2. Mindmapping 2.1 Zur Methode Beim Mindmapping handelt es sich um eine Kreativitätstechnik, die Ordnung in die Gedanken bringt und Ideen sichtbar macht, indem Ideen zu übersichtlichen Bildern und Graphiken umgesetzt werden. Die Zentral- oder Hauptidee eines Mindmaps wird deutlich im Zentrum der Graphik herausgestellt. An dieses Zentrum knüpfen weitere Ideen an, die nach ihrer relativen Bedeutung in der Nähe des Zentrum (wichtig) oder in den Randzonen (weniger wichtig) stehen. Nach und nach entstehen auf dem Blatt von der Hauptidee ausgehend nach allen Seiten vielfältige Verzweigungen. Weiterhin ermöglicht die nach allen Seiten hin offene Struktur des Mindmap-Schemas neue Ideenverknüpfungen herzustellen (siehe Abb. 2.1 bis 2.4). Die Methode basiert auf Erkenntnissen zur Funktionsweise des menschlichen Gehirns. Indem Ideen zu übersichtlichen Bildern und Graphiken umgesetzt werden, werden die linke (zuständig für rationales, logisches Denken) und die rechte Gehirnhälfte (visuelles, kreatives Denken) gleichermaßen angeregt. Auf diese Weise wird die eigene Kreativität gefördert und die Gedächtnisleistung erheblich verbessert. Einzelne Punkte der entwickelten Mindmaps lassen sich leichter merken und später schneller abrufen. Die Methode des Mindmapping lässt sich sowohl zur Strukturierung komplexer Probleme, zur Unterrichtsplanung als auch bei der täglichen Aufgabenliste anwenden. 2.2 Mindmapping zum Thema Reproduktions- und Gentechnik bei Tieren Die Teilnehmerinnen und Teilnehmer wurden von den Veranstaltern gebeten, um die Zentralidee „Reproduktions- und Gentechnik bei Tieren“ die Stichworte zu notieren, die ihrer Meinung nach zu diesem Thema gehörten. Die Aufgabe lautete: Was verbinden Sie mit dem Thema "Gen- und Reproduktions- und Gentechnik bei Tieren"? Denken Sie dabei z. B. an • Methoden und Anwendungen • Chancen, Potenziale und Hoffnungen • Risiken, negative Folgen und Befürchtungen • Handelnde und Betroffene 4 So entstanden erste Strukturierungen dieser komplexen Thematik. Gleichzeitig bekamen die Veranstalter und die Teilnehmenden einen Einblick in das in der Gruppe bereits vorhandene Wissen. Die von den Teilnehmergruppen der Veranstaltung erstellten Mindmaps finden sich auf den folgenden Seiten in den Abbildungen 2.1 bis 2.3. Sie zeigen, dass zum Thema Reproduktions- und Gentechnik bei Tieren in jedem ein zumeist unstrukturiertes Bild vorgeformt ist. Der Einstieg über die Mindmapping-Technik verdeutlicht einige dieser Bilder, die im weiteren Verlauf analysiert und inhaltlich vertiefend behandelt werden können, teilweise auch korrigiert werden müssen. Es erlaubt dem/der Lehrenden darüber hinaus, Wünsche und Vorkenntnisse der Schülerinnen und Schüler zu Beginn einer Unterrichtseinheit abzuklären, auf die der weitere Unterrichtsverlauf abgestimmt werden kann. Zum Vergleich zeigt Abbildung 2.4 eine Mindmap, die von den Referenten dieser Veranstaltung auf der Basis des Einführungsvortrags (s. Kapitel 3) erstellt wurde. Alternativ bieten sich für den Einstieg in das Thema auch andere assoziative Methoden wie z. B. die Metaplan-Technik an. Beim Einsatz der Metaplan-Technik im Unterricht ist allerdings zu beachten, dass sich bei Schulklassengröße in sehr kurzer Zeit eine sehr große Zahl an Karten anhäufen kann, deren Auswertung durch die Gruppe u. U. ermüdend ist. Eine Begrenzung auf wenige Karten pro Person ist dann ratsam. Organproduktion Abbildung 2.1: PID gentechnische Züchtungsverfahren Gen + Reproduktionstechnik bei Tieren therapeutisches Klonen Resistenz Tiermodelle Allergikerkäse Medikamente, Vitamine, etc Ertragssteigerung Mindmap 1 zur Reproduktions- und Gentechnik bei Tieren (Gruppe 1) "Alzheimer-Maus" 5 Beherrschbarkeit Sachkenntnisse Hysterie Tierschutz Abbildung 2.2: Gene Pharming Überschreitung der Artengrenze gerichtete Evolution Nahrungsmittel Ertrag + Gewinn Mensch als Schöpfer PID Arbeitsplätze Standort Genpatentierung Stammzellen Reproduktions + Gentechnik (Tiere) Klonen Menschenzüchtung Mindmap 2 zur Reproduktions- und Gentechnik bei Tieren (Gruppe 2) Krebsmaus Alzheimermaus Kommerzialisierung und Instrumentalisierung des Lebens soziales Gewissen Medizin 6 Heilung von Erbkrankheiten Hormone Impfstoffe Gesundheit Arbeitsplätze Pharmaindustrie Umwelt Ernährung Kosten-NutzenRechnung national/ global? Wert von Tieren, "Tierwürde" Chancen Tierethik Methoden Reproduktions- und Gentechnik bei Tieren Risiken Mindmap 3 zur Reproduktions- und Gentechnik bei Tieren (Gruppe 3) Wirtschaftlichkeit Abbildung 2.3: Klonen PCR Gentransfer Gesetzgebung Veränderung des ökologischen Gleichgewichts Pharming fehlende Kontrolle Langzeitfolgen Verlust von Organismenvielfalt 7 Bestimmung des Zuchtwerts Tiermodelle für Forschung Folgen, Nachteile Vorteile Insekten zeitaufwändig, teuer Beeinträchtigung des transgenen Tiers durch eingefügtes Gen unsichere Vererbung an Folgegeneration Eigenschaften der transgenen Tiere nicht vorhersagbar/reproduzierbar Ausbeute transgener Tiere sehr gering für Landwirtschaft Aufwand/Nutzen ungünstig Seidenproduktion Populationskontrolle von Schadinsekten/Vektoren Pharming Landwirtschaft Grundlagenforschung (Drosophila) veränderte Schafwolleigenschaften Milchzusammensetzung Krankheitsresistenz Wachstum, Fleischmenge Xenotransplantation Therapeutische Proteine in der Milch Tiere für Toxizitäts-, Mutagenitäts-, Kanzerogenitätstests Anpassung der Tiere an nicht artgerechte Bedingungen unerwünschte Effekte bei Selektion auf Hochleistung Einengung genetischer Vielfalt pleiotrope Effekte züchterisch relevante Eigenschaften polygen bedingt Korrelation Genotyp - Eigenschaft erforderlich kann dem Tier- und Verbraucherschutz dienen Verfahren schnell, präzise, geringer Aufwand, geringe Kosten, minimal invasiv Beschleunigung von Zuchtprogrammen züchtungsrelevante Merkmale an Keimzellen, Embryonen, präpubertären Nachkommen im Rahmen von Reproduktionstechniken bestimmen Qualitätskontrolle von tierischen Erzeugnissen Elternschafts- und Herkunftsnachweis Anwendungen Nachteile, Folgen Anwendungen Transgene Tiere Gendiagnostik, Genanalytik, "Genomics" 28.08.01 - v7 Leitfragen für eine kritische Reflexion Reproduktions- und Gentechnik bei Tieren Gentechnik Reproduktionstechniken Kerntransfer ("Dolly") Embryoteilung sozioökonomische Folgen (z.B. Wandel der Züchterstruktur) Einfluss auf Tiergesundheit (Eltern, Ammen, Nachkommen) irreversibler Verlust genetischer Ressourcen rasche, weite Verbreitung unerwünschter Genvarianten Inzucht Verlust genetischer Vielfalt Voraussetzung für gentechnische Veränderung von Tieren Erhalt genetischer Ressourcen, Vervielfachung wertvoller Individuen wirtschaftliche Vorteile in der Tierzucht mehr Nachkommen von züchterisch wertvollen Tieren als natürlicherweise möglich Klonen in-vitro-Fertilisation Superovulation und Embryotransfer Anwendung dieser Techniken bald auch beim Menschen? alternative Wege zu diesen Zielen? für welche Ziele erscheint Tiernutzung nach Güterabwägung tolerabel? welches Verhältnis Mensch-Tier spiegelt dies wider? in welchem Maß dürfen Tiere beeinträchtigt werden? in welchem Maß darf der Mensch Tiere für seine Zwecke in Anspruch nehmen? Folgen Vorteile Techniken Künstliche Besamung Zielsetzung: Effizienzsteigerung der Fortpflanzung und von Zuchtprogrammen Mindmap 4 zur Reproduktions- und Gentechnik bei Tieren (Referenten des Fraunhofer ISI) Ausschluss von Zuchttieren mit unerwünschten Erbanlagen Abbildung 2.4: 8 9 3. Gentechnikfilm "Die zweite Evolution?" Zur Einführung in die Thematik der Fortbildung wurde der 22-minütige Film "Die zweite Evolution?" gezeigt. Das VHS-Video (Film Nr. 42 67 906) kann in allen Landes- und Kreisbildstellen in Baden (http://www.lbb.bw.schule.de/) und Württemberg (http://www.lbw.bwue.de/) ausgeliehen werden. Der Film kann am Anfang einer Unterrichtseinheit zum Thema Gentechnik bei Tieren gezeigt werden. Die Grundlagen der Molekulargenetik werden hierbei vorausgesetzt. Produziert wurde der Film 1999 von der Filmakademie Baden-Württemberg im Auftrag der Landesregierung und des Ministeriums für Wissenschaft, Forschung und Kunst Baden-Württemberg (MWK) und finanziert aus der Zukunftsoffensive "Junge Generation". Inhalt des Films Der Film beginnt mit Szenen, die verdeutlichen, dass eine sehr enge Beziehung zwischen Mensch und Tier besteht: Tiere liefern dem Menschen Nahrung und Kleidung, erfüllen für ihn wichtige soziale Funktionen, dienen seiner Freizeitgestaltung, sind als Versuchstiere in der Forschung Stellvertreter des Menschen. Seinen vielfältigen Bedürfnissen passt der Mensch die Tiere durch Domestikation und Züchtung an. In diese das Verhältnis Mensch-Tier illustrierenden Szenen werden Sequenzen eingeblendet, die schlaglichtartig eher negativ besetzte Anwendungen der Bio- und Gentechnik bei Tieren aufzeigen: das aus einer Euterzelle eines erwachsenen Schafs geklonte Schaf Dolly; gentechnisch veränderte Schweine, die aufgrund eines zusätzlichen Wachstumshormongens überdurchschnittlich groß werden und sich deshalb kaum bewegen können; Mäuse als Versuchstiere und die damit verbundene Tierschutzproblematik. Dazu werden drei Wissenschaftler vorgestellt, die selbst auf dem Gebiet Gentechnik und Tiere arbeiten und die Zuschauer kommentierend durch den Film führen: Prof. Wolf vom Lehrstuhl für Molekulare Tierzucht und Haustiergenetik am Genzentrum der Universität München, Frau Dr. Seidler, Gastroenterologin an der Medizinischen Universitätsklinik und Poliklinik Tübingen sowie Dr. Simianer von der Firma applied genetics network, Stuttgart/Zürich. Sie verdeutlichen, dass die gezeigten Anwendungen der Gentechnik an Tieren nur einen kleinen Ausschnitt aus den derzeit praktizierten Anwendungen darstellen, dass sie die Verwendung von Tieren für Versuchszwecke zum Erhalt und Wiederherstellung der menschlichen Gesundheit mit Einschränkungen für vertretbar halten, und dass die Anwendung der Gentechnik bei Tieren zwar neue Möglichkeiten eröffnet, die damit verfolgten Zielsetzungen aber weitgehend die der konventionellen Tierzucht bleiben. 10 Im zweiten Teil des Films stellt Dr. Simianer die derzeit wichtigste Anwendung der Gentechnik bei landwirtschaftlichen Nutztieren, die Gendiagnostik, an einem Beispiel aus der Schweinezucht vor: Weil Verbraucher in den 70er-Jahren statt fettem mageres Schweinefleisch verlangten, wurde in der Schweinezucht auf Tiere mit magerem Fleisch und ausgeprägtem Fleischansatz selektioniert. Das Fleisch dieser Schweine erwies sich zwar als mager, jedoch auch als zäh und von schlechter Qualität. Als Ursache der unerwünschten Fleischqualität wurden Stress bei der Schlachtung sowie eine überdurchschnittliche Stressanfälligkeit bestimmter Schweinerassen identifiziert, auf die unbeabsichtigterweise gleichzeitig mit der Selektion auf mageres Fleisch selektiert worden war. Um Schweine mit einer besseren Fleischqualität züchten zu können, musste man die besonders stressanfälligen Schweine von der Zucht ausschließen. Diese Tiere wurden mit Hilfe des Halothantests identifiziert: Bei homozygot stressempfindlichen Schweinen verkrampft sich bei Narkose mit dem Gas Halothan die Muskulatur. Diese so genannten "halothanpositiven" Schweine wurden von der Zucht ausgeschlossen. Heterozygote Tiere können jedoch nicht erkannt werden. Zudem ist der Halothantest für die Tiere belastend, zuweilen sogar tödlich. Die Identifizierung eines Gens im Schweineerbgut, das Stressanfälligkeit, Fleischbeschaffenheit und Fettanteil im Schlachtkörper des Schweines beeinflusst, eröffnete Anfang der 90er-Jahre die Möglichkeit, ein gendiagnostisches Verfahren zu entwickeln, das die Nachteile des Halothantests nicht aufweist. An einer ganz bestimmten Stelle dieses Gens weisen die stressanfälligen Schweine eine Punktmutation auf. Das gendiagnostische Verfahren macht sichtbar, ob diese Punktmutation im Erbgut eines bestimmten Schweines vorliegt oder nicht. Den Schweinen wird etwas Blut entnommen, daraus DNA isoliert und der zu untersuchende Genabschnitt im Reagenzglas selektiv vermehrt. Dann setzt man ein bestimmtes Restriktionsenzym zu, das so gewählt ist, dass es den DNA-Abschnitt immer spaltet, wenn die Tiere, aus denen die DNA stammt, stressresistent sind. Liegt jedoch die Mutation vor, die die Tiere stressanfällig werden lässt, kann das Restriktionsenzym nicht schneiden. Ob der DNA-Abschnitt vom Restriktionsenzym geschnitten wurde oder nicht, wird sichtbar gemacht, indem die DNA-Fragmente im elektrischen Feld nach ihrer Größe aufgetrennt werden (Gelelektrophorese): Findet sich nur ein großes DNA-Fragment, ist das Schwein homozygot stressanfällig, finden sich zwei kleine DNA-Fragmente, ist das Schwein homozygot stressresistent, und heterozygote Schweine geben sich durch drei DNA-Fragmente zu erkennen. Das gendiagnostische Verfahren ist schonender als der Halothantest, da man nur noch eine kleine Blutprobe des Schweins braucht. Auch Heterozygote werden zuverlässig erkannt. Das Verfahren ist kostengünstig durchzuführen. Deshalb hat das gendiagnostische Verfahren den Halothantest in Deutschland vollständig abgelöst, und es wurde eine durchgreifende Sanierung der Zuchtpopulationen im Hinblick auf die Stressanfälligkeit erreicht. In der züchterischen Praxis werden noch andere gendiagnostische Verfahren angewandt, so z. B. auf die genetische Resistenz gegen 11 Coli-Durchfall beim Schwein und verschiedene Erbkrankheiten des Rindes. Die Gendiagnostik führt in keinem Fall zu einer gentechnischen Veränderung der Tiere selbst: Ihr Erbgut wird mit Hilfe gentechnischer Verfahren untersucht, dabei aber nicht verändert. Weil gendiagnostische Verfahren den vollständigen Ausschluss von Tieren mit unerwünschten Allelen von der Zucht ermöglichen, kann dies aber auch einem raschen Verlust der genetischen Vielfalt bei Nutztieren Vorschub leisten. Zudem muss sichergestellt werden, dass gendiagnostische Verfahren nicht dazu eingesetzt werden, Nutztiere durch Zucht an nicht artgerechte Haltungs- und Schlachtbedingungen anzupassen. Im dritten Teil des Films wird ein Patient vorgestellt, der an der häufigsten, rezessiv vererbten und bisher unheilbaren Erbkrankheit Mukoviszidose (Cystische Fibrose) leidet. Ursache ist eine Mutation im so genannten CFTR-Gen, dessen Genprodukt am Ionentransport beteiligt ist. Mehr als 700 verschiedene Mutationen dieses Gens sind bekannt. Die häufigste Mutation ist die Deletion eines bestimmten Tripletts. Um die Ursachen dieser Krankheit besser zu verstehen und um neue Therapieansätze zu entwickeln und zu erproben, müssen die genetisch bedingten Abläufe an Versuchstieren, z. B. Mäusen, immer wieder nachvollzogen werden. Die Aussagekraft solcher Tierversuche ist umso höher, je besser die Versuchstiere die Verhältnisse in den menschlichen Patienten widerspiegeln. Frau Dr. Seidler stellt mit der Knock-out-Technologie eine gentechnische Methode vor, mit der gezielt definierte Änderungen in das Erbgut der Labormäuse eingeführt werden können, indem eine Maus-DNA-Sequenz gegen eine bestimmte andere DNA-Sequenz ausgetauscht wird. Im Folgenden wird dargestellt, wie experimentell überprüft wird, ob der Genaustausch tatsächlich in der gewünschten Weise stattgefunden hat. Zunächst wird ein so genannter Zielvektor konstruiert. Dem auszutauschenden Gen (rot dargestellt) werden zwei Markergene angefügt, die für eine Antibiotikumsresistenz (grün dargestellt) und für ein Gen des Herpes-Virus (blau dargestellt) kodieren. Dieser Zielvektor wird in die embryonalen Stammzellen einer Maus eingebracht, die anschließend einer Antibiotikumsbehandlung unterzogen werden. Dabei sterben diejenigen Mauszellen ab, die den Zielvektor gar nicht aufgenommen haben. Danach werden zusätzlich diejenigen Zellen durch einen speziellen Anti-Herpes-Wirkstoff abgetötet, bei denen der Zielvektor an der falschen Stelle in das Maus-Genom eingebaut wurde. Diese Antibiotikums- und Wirkstoffbehandlung überleben somit nur Mauszellen, bei denen ein bestimmtes Mausgen (gelb dargestellt) gegen das Gen aus dem Zielvektor (rot) ausgetauscht wurde. Diese Zellen werden in Embryonen übertragen, die dann von Ammenmäusen ausgetragen werden. Frau Dr. Seidler verdeutlicht, dass mit dieser Technik hergestellte Knock-out-Mäuse für den Forscher wertvolle Werkzeuge sind, die aus der Forschung nicht mehr wegzudenken sind. Prof. Wolf legt dar, dass transgene Tiere in naher Zukunft auch als "Bioreaktoren" für die Herstellung von Medikamenten zum Einsatz kommen werden. Eines dieser 12 Medikamente ist das eiweißspaltende Enzym α-1-Antitrypsin, ein Bestandteil des menschlichen Immunsystems. Bei Mukoviszidosepatienten ist das normalerweise bestehende Gleichgewicht zwischen α-1-Antitrypsin und anderen Proteasen des Immunsystems gestört, so dass die Proteasen nicht nur körperfremdes Eiweiß, sondern auch das körpereigene Lungengewebe angreifen. Den Gleichgewichtszustand könnte man durch die Zufuhr von α-1-Antitrypsin wieder herstellen, doch kann es nur unter großem Aufwand aus menschlichem Blut isoliert werden und steht daher Mukoviszidosekranken nicht in ausreichender Menge zur Verfügung. Eine schottische Firma hat das menschliche Gen für α-1-Antitrypsin so in das Erbgut von Schafen übertragen, dass die transgenen Schafe dieses menschliche Protein nun in ihrer Milch bilden. Hieraus kann das Medikament zur Behandlung von Mukoviszidosekranken gewonnen werden. Derzeit wird seine Wirksamkeit und Unbedenklichkeit in klinischen Studien untersucht. Prof. Wolf erläutert, dass diese Anwendung der Gentechnik bei Nutztieren weiter ausgebaut werden wird, insbesondere, wenn die Herstellung transgener Nutztiere durch die Kombination der gentechnischen Veränderung durch Mikroinjektion mit der Vermehrung durch Klonierung aus Körperzellen ("Dolly-Technik") effizienter gemacht werden kann. Andererseits sind die technischen Schwierigkeiten zur Herstellung transgener landwirtschaftlicher Nutztiere derzeit aber noch so groß, dass sich diese Anwendungsform der Gentechnik in den nächsten Jahren nur für die Herstellung seltener Medikamente lohnen wird, während ihr Einsatz für die Landwirtschaft noch Jahre dauern wird. Im letzten Teil des Films kommentieren die drei Wissenschaftler den Einsatz der Gentechnik bei Tieren aus ihrer Sicht: Professor Wolf stellt dabei heraus, dass die Möglichkeit, transgene Tiere zu erzeugen, der biomedizinischen Forschung eine neue Richtung gegeben habe, aber Gesellschaft und Forscher dafür Sorge zu tragen hätten, diese Technik für sinnvolle Anwendungen einzusetzen. Dr. Simianer weist auf die gestiegene Verantwortung des Züchters hin, die sich aus der Möglichkeit ergibt, das Genom von Tieren gezielt zu verändern. Frau Dr. Seidler betont die Notwendigkeit von Tierversuchen für den medizinischen Fortschritt, aber auch die Verpflichtung von Forschern, den Beweis zu erbringen, dass dadurch wichtige Erkenntnisse erhalten werden. 13 4. Stand und Perspektiven der Reproduktions- und Gentechnik bei Tieren Dr. Bärbel Hüsing, Fraunhofer-Institut für Systemtechnik und Innovationsforschung, Karlsruhe Die gentechnische Veränderung des Erbguts von Tieren kann nur vorgenommen werden, weil man entsprechende Reproduktionstechniken beherrscht. Will man sich einen Überblick über den aktuellen Stand und die künftigen Perspektiven der Anwendung der Gentechnik bei Tieren verschaffen, so ist es daher unerlässlich, sich auch mit den Reproduktionstechniken zu befassen. Im Folgenden soll ein Überblick gegeben werden. Dieser Beitrag ist folgendermaßen gegliedert: • Definition und Abgrenzung von Reproduktions- und Gentechnik bei Tieren, Einordnung in die Anwendung der Biotechnologie bei Tieren, • Reproduktionstechniken bei Tieren, • "Genomics" – genanalytische und gendiagnostische Untersuchungen der tierlichen Erbsubstanz ohne gentechnische Veränderung des Erbguts, • "Transgenics" – gentechnische Veränderung des tierlichen Erbgutes; Herstellung transgener Tiere. 4.1 Reproduktions- und Gentechnik bei Tieren – Ziele, Definition und Abgrenzung Biotechnologie stellt ein interdisziplinäres Forschungsfeld im Überschneidungsbereich von Verfahrenstechnik, Chemie und Biologie dar (Abb. 4.1). Reproduktionstechniken sind im Überschneidungsbereich zwischen klassischer Biologie und Biotechnologie anzusiedeln (Abb. 4.1). In der Tierzucht zielen sie darauf ab, die Effizienz der Fortpflanzung über das natürliche Maß hinaus zu erhöhen und damit auch die Effizienz von Zuchtprogrammen zu steigern. Durch die Integration von Reproduktionstechniken in die Tierzucht werden die konventionellen tierzüchterischen Methoden wie z. B. Registrierung der Abstammung, Leistungsprüfung, die auf statistischen Auswertungen beruhenden Auswahl von Zuchttieren zur Verpaarung, erweitert und ergänzt. Gleichzeitig stellt die Beherrschung von Reproduktionstechniken eine wesentliche Voraussetzung für die Anwendung der Gentechnik in der Tierzucht dar. 14 Die Gentechnik stellt einen Teilbereich der Biotechnologie dar. Man versteht unter Gentechnik die Summe aller Methoden zur Isolierung, Charakterisierung, gezielten Veränderung und Übertragung von Erbgut. Unter dem Stichwort "Genomics" werden Anwendungen der Gentechnik zusammengefasst, bei denen Erkenntnisse genutzt werden, die sich aus der molekularen Analyse der tierlichen Erbinformation ergeben. Durch diese gentechnischen Analyseverfahren wird das Tier, dem dieses Erbgut entstammt, in seinen genetisch bedingten Eigenschaften nicht verändert. Hierunter fallen beispielsweise Aktivitäten zur Sequenzierung tierlicher Genome sowie genanalytische und gendiagnostische Verfahren. Viele dieser Verfahren werden eingesetzt, um den Wert einzelner Tiere für die Zucht besser zu bestimmen. Demgegenüber können mit Hilfe der Gentechnik auch gezielte Veränderungen im Erbgut von Tieren vorgenommen und transgene Tiere hergestellt werden, und zwar auch in einer Art und Weise, die durch konventionelle Züchtung nicht möglich ist. So ist es beispielsweise mit Hilfe der Gentechnik möglich, Gene selbst über Artgrenzen hinweg zu übertragen, also z. B. ein menschliches Gen in das Erbgut eines Schafes einzufügen. Im weiteren Verlauf dieses Kapitels wird gezeigt werden, welche Möglichkeiten sich durch diese einzelnen Techniken – Reproduktionstechniken, Genomics und Transgenics – ergeben. Es wird aber auch deutlich werden, dass sich ihr volles Potenzial erst dann entfaltet, wenn die drei Ansätze miteinander kombiniert genutzt werden. Abbildung 4.1: Reproduktions- und Gentechnik als Teilbereiche der Biotechnologie 7FSGBISFOT $IFNJF UFDIOJL #JPUFDIOPMPHJF (FOPNJDT #JPMPHJF 3FQSPEVLUJPOTUFDIOJL (FOUFDIOJL 5SBOTHFOJDT 15 4.2 Weitere Anwendungen der Bio- und Gentechnik in der Tierzucht und -haltung Anwendungen der Reproduktionstechnik, der Gendiagnostik und -analytik in der Tierzucht sowie transgene Tiere stellen nur einen Ausschnitt möglicher Anwendungen der Bio- und Gentechnik in der Tierzucht und Tierhaltung dar. Welche darüber hinausgehenden Anwendungen der Bio- und Gentechnik es in der Tierhaltung gibt, ist in Tabelle 4.1 zusammengefasst. Eine Übersicht geben auch Bonneau und Laarveld (1999). Tabelle 4.1: Anwendungen der Bio- und Gentechnik in der Tierhaltung Ziel Beitrag zur Tierernährung Bio- und gentechnische Anwendung • Bio- und gentechnische Verfahren zur Futtermittelanalytik • Fermentative Verfahren (teilweise unter Verwendung gentechnisch veränderter Produktionsorganismen) zur Herstellung von Futterzusätzen, insbesondere essentielle Aminosäuren, Vitamine, Enzyme • Verwendung von Enzymen zur Entfernung antinutritiver Substanzen aus Futtermitteln • Zusatz lebender probiotischer Mikroorganismen zum Futter • (Gentechnisch veränderte Darmflora) • (Gentechnisch veränderte Futterpflanzen) Steigerung von Produkti- • Fermentative Verfahren (teilweise unter Verwenvität und Leistung dung gentechnisch veränderter Produktionsorganismen) zur Herstellung von Leistungsförderern wie Antibiotika, Hormone, Immunmodulatoren Beitrag zur Tiergesundheit • Fermentative Verfahren (teilweise unter Verwendung gentechnisch veränderter Produktionsorganismen) zur Herstellung von Impfstoffen und Tierarzneimitteln • Bio- und gentechnische Verfahren zur Krankheitsund Erregerdiagnostik Qualitätssicherung tierli- • Bio- und gentechnische Verfahren zur Messung von cher Produkte, Wahrung Qualitätsparametern in tierlichen Produkten, Rückvon Verbraucherinteressen standsanalytik und Hygienekontrolle, zum Herkunftsnachweis 16 In der Tierhaltung werden zahlreiche Substanzen eingesetzt, die biotechnologisch, teilweise auch gentechnisch hergestellt werden. Hierzu zählen beispielsweise Aminosäuren und Enzyme als Futterzusätze, Antikörper, Impfstoffe, Tierarzneimittel, Hormone und Leistungsförderer. Ein Teil dieser Substanzen kann auch aus Geweben extrahiert oder chemisch hergestellt werden. Oftmals ist die Wirkung der unterschiedlich gewonnenen Substanzen ähnlich oder identisch und somit entscheidet häufig der Preis über die Herstellungsweise. Fermentativ hergestellte Aminosäuren wie z. B. L-Lysin sowie gentechnisch hergestellte Enzyme, wie z. B. Phytase, werden Futtermitteln zugesetzt, um deren Nährwert zu steigern bzw. die vollständige Ausnutzung der enthaltenen Nährstoffe zu gewährleisten. Vielfach werden in der Analytik und Diagnostik biotechnologisch hergestellte Substanzen, z. B. monoklonale Antikörper eingesetzt. Auf diese Weise können Krankheiten (z. B. Trichinose, Mastitis), Hormonkonzentrationen im Blut oder in der Milch (insbesondere Fruchtbarkeitshormone) oder die Befruchtungsfähigkeit von Sperma untersucht werden. An einer Online-Überwachung in Melkmaschinen wird gearbeitet. Mit Hilfe bio- und gentechnischer Verfahren wurden neue Impfstoffe z. B. zur Prophylaxe gegen Tollwut entwickelt. Diese Verfahren umgehen die direkte Arbeit mit Krankheitserregern. Neben Impfstoffen werden auch bio- bzw. gentechnisch hergestellte therapeutische Wirkstoffe wie Antibiotika, Interferone, Interleukine oder Antikörper ebenfalls in der Nutztierhaltung eingesetzt. Besonders umstritten ist die Anwendung von so genannten Leistungsförderern, vor allem in Hinblick auf die Tiergesundheit und den vorsorgenden Verbraucherschutz. So wird das bovine Wachstumshormon (bovines Somatotropin, bST) in den USA bereits seit langem eingesetzt, während es in der EU einem Moratorium unterliegt. Durch Gaben von bovinem Somatotropin kann die Milchleistung erhöht werden, erhöht jedoch auch die Anfälligkeit der Tiere für Euterentzündungen (Mastitis). Umstritten ist, inwieweit aus Gründen des vorsorgenden Gesundheitsschutzes auf das Vorhandensein dieses Hormons in Lebensmitteln für den menschlichen Verzehr verzichtet werden sollte. Die Verwendung gentechnisch veränderter Mikroorganismen, die im Tier selbst leben, wird diskutiert, aktuell aber nicht beforscht. So könnten Mikroorganismen des Pansens so verändert werden, dass sie bestimmte Aminosäuren verstärkt bilden, die dem Wiederkäuer sonst zu wenig zur Verfügung stehen. Beim Schaf wäre z. B. eine Erhöhung der Cysteinmenge zur Steigerung des Wollertrags vorteilhaft. Andere Mikroorganismen könnten die Verdaulichkeit der Nahrung verbessern. 17 4.3 Reproduktionstechniken Der Einsatz von Reproduktionstechniken in der Tierzucht dient dazu, mehr Nachkommen von züchterisch wertvollen Tieren zu erhalten, als dies natürlicherweise bzw. nur unter sehr viel höherem Aufwand möglich ist. Die wichtigsten Reproduktionstechniken sind (Abb. 4.2): • Künstliche Besamung, • Superovulation, Embryotransfer und Austragen in Leihmüttern, • In-vitro-Fertilisation, sowie • Klonen durch Embryoteilung oder durch Kerntransfer. Diese Techniken werden im Folgenden näher beschrieben. Übersicht über wichtige Reproduktionstechniken Quelle: Lohner et al. 1997, S. 106; verändert 3. In-vitroFertilisation 2. Superovulation, Embryotransfer 1. Künstliche Abbildung 4.2: Aufteilen Einfrieren Geschlechtsauswahl 18 19 4.3.1 Künstliche Besamung Die künstliche Besamung wird aus hygienischen, wirtschaftlichen und züchterischen Gründen angewendet. Sie umfasst die Schritte Samengewinnung, Samenuntersuchung, Samenverdünnung, Samenkonservierung und die eigentliche Besamung. Bei der künstlichen Besamung werden männliche Tiere mit Hilfe eines Phantoms oder einer künstlichen Scheide zur Ejakulation gebracht und das Ejakulat aufgefangen. Bei Bullen liegt die Abstamungshäufigkeit üblicherweise bei zweimal wöchentlich. Das Sperma wird untersucht, in Besamungsportionen aufgeteilt, ggf. konserviert und gelagert. Pro Ejakulat können bis zu 500 Portionen mit je 20 Mio. Spermien hergestellt werden. Die eigentliche Besamung brünstiger weiblicher Tiere erfolgt, indem das aufgetaute Sperma über einen Katheter übertragen wird. 1951 wurde eine Methode entwickelt, die Besamungsportionen unter Erhalt der Befruchtungsfähigkeit tiefzufrieren und damit langfristig lagern zu können (Henze et al. 1995, S. 14ff.). Durch die künstliche Besamung können zahlreiche weibliche Tiere mit dem Samen weniger ausgewählter männlicher Tiere selbst über weite räumliche und zeitliche Entfernungen hinweg besamt werden. In (extremen) Einzelfällen wurden über eine Million Besamungen mit dem Sperma eines einzigen Zuchtbullen, z. B. dem Holsteiner Zuchtbullen Skalsumer Sunny Boy vorgenommen (Gengler und Druet 2001, S. 37). Die künstliche Besamung wird in Deutschland bei Rindern seit den 1940er-Jahren angewendet. Ursprünglich sollte durch die künstliche Besamung die Verbreitung von Deckseuchen (Trichomoniasis, Vibriosis) eingedämmt werden, heute sind wirtschaftliche und züchterische Aspekte vorrangig. Heute werden in Deutschland ca. 90 % der Rinder und über 35 % der Schweine künstlich besamt. In Europa schwankt der Anteil der künstlichen Besamung beim Rind je nach Land zwischen 60 und 95 % (Henze et al. 1995, S. 15). 4.3.2 Zyklussteuerung und Beeinflussung der Geschlechtsreife Bei weiblichen Tieren erfolgt die Eizellbildung und -freisetzung in artspezifischen Zyklen. Befruchtungsfähige Keimzellen werden erst gebildet, wenn das Tier ein gewisses Alter und Entwicklungsstadium erreicht hat. Biotechnische Verfahren zur Zyklussteuerung und Beeinflussung der Geschlechtsreife zielen darauf ab, • die Trächtigkeitsraten zu erhöhen, • die Zyklen in einer Herde zu "synchronisieren", um das Managements einer Herde durch gruppenweises Besamen und Abkalben zu erleichtern, 20 • Keimzellen bei möglichst jungen Tieren gewinnen zu können ("ova pick-up"), um das Generationsintervall zu verkürzen. Für die Zyklussteuerung und Beeinflussung der Geschlechtsreife werden den Tieren Hormone, meist Prostaglandine und Gestagene verabreicht (Henze et al. 1995, S. 16ff; Gengler und Druet 2001, S. 38ff). 4.3.3 Superovulation und Embryotransfer Während durch die künstliche Befruchtung die Reproduktionsrate einzelner männlicher Tiere stark erhöht werden kann, ist das Gegenstück, mit dem die Reproduktionsrate ausgewählter weiblicher Tiere vervielfacht wird, die Superovulation mit anschließendem Embryotransfer (Gengler und Druet 2001, S. 38ff). Die Grundidee des Embryotransfers ist es, den sehr großen Keimzellenvorrat im Ovar genetisch hochwertiger weiblicher Tiere durch biotechnologische Maßnahmen über das natürlicherweise mögliche Maß hinaus auszunutzen. Diese ausgewählten hochwertigen weiblichen Tiere liefern eine größere Anzahl von Embryonen, die von genetisch weniger wertvollen Individuen ("Ammentieren") ausgetragen werden. Eine Kuh erbringt im Laufe ihres Lebens natürlicherweise ca. 30 Ovulationen und nur 5 Nachkommen. Durch Superovulation und Embryotransfer sind jedoch bis zu 100 Nachkommen pro Kuh möglich (Henze et al. 1995, S. 19). Für die Gewinnung und Übertragung dieser Embryonen wird zunächst durch eine Hormonbehandlung, die so genannte Superovulation, eine Reifung und Ovulation zusätzlicher Eizellen bei einem weiblichen Tier ausgelöst. Nach der Induktion der Superovulation erfolgt in der Regel eine künstliche Besamung (s. Kap. 4.3.1). Aus den befruchteten Eizellen entwickeln sich Embryonen, die dem Muttertier anschließend entnommen werden. Die Embryonengewinnung erfolgt bei Rindern und Pferden unblutig (transcervikal) und bei Schafen, Ziegen sowie Schweinen chirurgisch. Die gewonnenen Embryonen werden mikroskopisch kontrolliert, ggf. auch mit gentechnischen Methoden einer Präimplantationsdiagnostik unterzogen (vgl. Kap. 4.4). Anschließend werden sie konserviert. 1973 wurde in England das erste Kalb nach Kryokonservierung des Embryos (Tiefgefrieren in flüssigem Stickstoff) geboren. Ammentiere werden durch Prostaglandininjektionen in ein passendes Zyklusstadium überführt. Für den eigentlichen Embryotransfer in diese Ammentiere stehen einfache, nicht-chirurgische Verfahren zur Verfügung. Der Embryotransfer gehört beim Rind heutzutage zu den Routinetechniken. Weltweit wurden in den 1990er-Jahren etwa 250.000 Embryotransfers pro Jahr vorgenommen, davon etwa 15.000-20.000 in Deutschland (Henze et al. 1995, S. 19). 21 4.3.4 In-vitro-Fertilisation Aufbauend auf der künstlichen Befruchtung, die im Körper der weiblichen Tiere stattfindet, ist es auch möglich, diesen Befruchtungsvorgang außerhalb des Körpers, im Reagenzglas, stattfinden zu lassen. Dies bezeichnet man als In-vitro-Fertilisation. Sie besteht aus den Schritten • Eizellengewinnung, • In-vitro-Reifung der Eizellen, • Samenaufbereitung, • In-vitro-Befruchtung, • In-vitro-Kultur der befruchteten Eizellen, • Embryotransfer. Zunächst müssen unbefruchteten Eizellen aus den Eierstöcken der weiblichen Tiere gewonnen werden. Dies kann am lebenden Tier durch eine Punktion erfolgen, die unter Ultraschallkontrolle durchgeführt wird. Zumeist gewinnt man die Eizellen jedoch aus Eierstöcken frisch geschlachteter Tiere. Pro Eierstock können etwa 15 bis 20 Eizellen isoliert werden, von denen etwa 10 für die weitere Verwendung geeignet sind (Henze et al. 1995, S. 22ff). Nach Kultivierung der isolierten Eizellen zu deren Reifung werden sie mit aufbereiteten Samen auf einem Nährmedium befruchtet und bis zum Morula- oder Blastozystenstadium kultiviert. Diese Embryonen werden dann, wie in Abschnitt 4.3.3 beschrieben, in scheinträchtige Ammentiere transferiert. Diese Invitro-Fertilisation wird auf Grund ihrer geringen Effizienz in sehr viel geringem Umfang als andere Reproduktionstechniken in der Praxis eingesetzt (Henze et al. 1995, S. 20ff.). 4.3.5 Klonierungstechniken Unter Klonen versteht man die Herstellung erbgleicher Individuen. Eine Klonierung ist bei Nutztieren über Embryoteilung und über Zellkerntransfer in Eizellen möglich. Aufbauend auf der Technik des Embryotransfers (Kap. 4.3.3) besteht die Möglichkeit, die Embryonen vor dem Transfer in Leihmütter zu teilen (Embryoteilung oder -splitting). Dabei wird der Embryo durch mechanische Trennung des Zellverbandes in mehrere Teile zerlegt. Üblicherweise erfolgt eine Zweiteilung; bei Drei- und Vierteilungen werden nur sehr geringe Effizienzen bei der Erzielung von Trächtigkeit erreicht, weil dann eine kritische Zellzahl unterschritten wird, die für die Auf- 22 rechterhaltung der Embryonalentwicklung erforderlich ist. Die Embryoteile werden in leere Eihüllen eingebracht und dann in Ammentiere übertragen. Damit entstehen genetisch identische Individuen (Klone), vergleichbar den natürlich entstehenden eineiigen Mehrlingen. Diese Methode der Mehrlingserzeugung funktioniert bei Rind, Schaf und Ziege etwa mit der in Tabelle 4.2 angegebenen Effizienz; bei Schwein, Maus und Kaninchen liegt die Anzahl der geborenen Tiere nach Embryoteilung aber deutlich darunter (Revermann und Hennen 2000, S. 36). Tabelle 4.2: Kälberausbeute durch Embryotransfer ohne und mit Embryosplitting Anzahl Embryonen Trächtigkeitsrate Kälberausbeute ohne Embryosplitting 100 60 % 60 mit Embryosplitting 100 55 % 110 Quelle: Daten aus Henze et al. 1995, S. 25 Eine Klonierung durch Kerntransfer wurde bei Säugetieren bereits in den 1980er und frühen 1990er-Jahren durchgeführt, gelang aber zunächst nur mit Kernen embryonaler Zellen, erstmals durch Willadsen (1986) beim Schaf. Mittlerweile ist für Rind, Kaninchen, Schwein, Maus, Ziege und Rhesusaffen gezeigt worden, dass das Klonen durch Transfer embryonaler Zellen möglich ist (Revermann und Hennen 2000, S. 40). Abbildung 4.4 zeigt eine schematische Darstellung des Klonens durch Kerntransfer, Abbildung 4.3 zeigt diesen Vorgang für das Schaf "Dolly". Zunächst werden die Chromosomen aus einer Empfängereizelle entfernt. Mit einer Pipette wird anschließend die Spenderzelle an eine bestimmte Stelle der entkernten Spendereizelle (so genannter perivitelliner Raum, dem Zwischenraum zwischen Cytoplasma und Zona pellucida (Eihülle)) eingebracht. Durch das Anlegen geeigneter elektrischer Pulse wird eine Aufnahme der Spenderzelle in das Cytoplasma der Empfängerzelle bewirkt; zudem muss eine Aktivierung der Empfängereizelle durch geeignete elektrische oder chemische Stimuli erfolgen. In einem noch nicht verstandenen Prozess erfolgt eine Reprogrammierung des Kerns der Spenderzelle, wodurch sie entwicklungsmäßig identisch mit dem Kern einer Zygote (befruchteten Eizelle) wird. Anschließend erfolgt eine Kultivierung und die Übertragung der Embryonen auf Ammentiere. Mit der Geburt des Schafes "Dolly" im Jahr 1997 wurde gezeigt, dass höhere Säugetiere auch dadurch kloniert werden können, dass der Kern einer ausdifferenzierten Körperzelle in eine Eizelle übertragen wird. Damit wurde ein biologisches Paradigma widerlegt – bis dahin war man davon ausgegangen, dass Zellkerne von ausdifferenzierten Körperzellen prinzipiell nicht mehr so reprogrammiert werden kön- 23 nen, dass sie wieder totipotent werden (Hillebrand und Lanzerath 2001). Inzwischen wurden auch zahlreiche andere Säugetierarten nach dem "Dolly-Prinzip" kloniert, so z. B. Rind, Ziege, Maus und Schwein (Westhusin et al. 2001), auch vom Aussterben bedrohte Tierarten (Lanza et al. 2001). Die Klonierung durch Kerntransfer von Körperzellen (somatischer Kerntransfer) ermöglicht es, ein Individuum in größerem Ausmaß (nahezu) identisch zu vervielfachen, als dies durch Embryoteilung möglich ist. Sowohl bei der Klonierung durch embryonalen als auch somatischen Kerntransfer sind die Erfolgsraten zurzeit sehr gering. So war Dolly das einzige lebend geborene Lamm aus insgesamt 277 behandelten Eizellen (Wilmut et al. 1997). Zudem ist die Zahl der Fehl- und Missgeburten bei geklonten Säugetieren hoch. Es werden auch eine erhöhte Sterblichkeit der Neugeborenen, eine mögliche Schwächung des Immunsystems, eine verlängerte Tragzeit und damit einhergehend ein erhöhtes Geburtsgewicht ("Large-Calf-Syndrome") und dadurch bedingte Geburtskomplikationen verzeichnet. Weitere Beeinträchtigungen der Vitalität und der Lebensdauer sind nicht auszuschließen (Hillebrand und Lanzerath 2001, S.14). Abbildung 4.3: Schematische Darstellung des Klonens durch Kerntransfer am Beispiel "Dolly" Quelle: www.bibel.com/gentechnik/ klonen_graphik.jpg 24 Abbildung 4.4: Schematische Darstellung des Klonens durch Kerntransfer Kernspender Empfängereizelle (gereifte Eizelle) isolierte, einzelne Zelle Entfernung der Chromosomen (Enukleation) Einbringen der Zelle in den perivitellinen Raum der Empfängereizelle Aktivierung, Elektrofusion Kultur (in vitro/in vivo) Blastozysten Reklonierung, Tiefgefrieren Transfer in Empfängertiere identische Nachkommen Quelle: Revermann und Hennen 2000, S. 38 4.3.6 Geschlechtsdiagnose und Geschlechtsbestimmung Bei der Geschlechtsdiagnose wird das Geschlecht festgestellt. Mit Geschlechtsbestimmung bezeichnet man Methoden zur Beeinflussung des Geschlechts. Sie wer- 25 den an Spermien vor der künstlichen Besamung und an Embryonen vor ihrer Implantation in Ammentiere durchgeführt. Durch Einsatz dieser Methoden kann erreicht werden, dass die Nachkommen bevorzugt das gewünschte Geschlecht aufweisen. Dies ist z. B. in der Rinderzucht von Bedeutung, wo man in Fleischrassen bevorzugt männliche Tiere, in Milchrassen bevorzugt weibliche Tiere erzeugen möchte. In der Kreuzungszucht werden aus bestimmten Basiszuchtlinien und der ersten Kreuzungsgeneration bevorzugt weibliche Tiere benötigt (Henze et al. 1995, S. 23ff.). Eine Geschlechtsbestimmung ist auch bei dem Aufbau von Herden transgener Tiere wünschenswert. Eine Geschlechtsbestimmung wird vor allem an Sperma durchgeführt. Mit Hilfe von Hochdurchsatz-Flowcytometrie werden X- von Y-Chromosom-tragenden Spermien getrennt. Auf diese Technik spezialisierte Einrichtungen können nunmehr 6 Millionen Spermien pro Stunde nach beiden Geschlechtern sortieren; werden nur X-Chromosomen tragende Spermien benötigt, können bis zu 11 Millionen Spermien pro Stunde mit 85-90 %iger Reinheit hergestellt werden. Diese Methode ist prinzipiell für alle Nutztierarten anwendbar, doch besteht noch artspezifischer Optimierungsbedarf. Es wird erwartet, dass diese Technik für eine breite Anwendung in der Rinderzucht etwa im Jahr 2002 marktreif ist, mit gewisser zeitlicher Verzögerung auch für die Schweinezucht (Johnson 2000). Für die Geschlechtsdiagnose an Embryonen können verschiedenen Methoden eingesetzt werden, so z. B. der mikroskopische Nachweis der Geschlechtschromosomen, die Darstellung des HY-Antigens und der Einsatz von Y-Chromosom-spezifischen DNA-Sonden. 4.3.7 Ziele des Einsatzes von Reproduktionstechniken Mit der Anwendung von Reproduktionstechniken wird das Ziel verfolgt, mehr Nachkommen von züchterisch wertvollen Tieren zu erhalten, als dies durch natürliche Fortpflanzung möglich wäre. Dadurch ergeben sich ökonomische Vorteile in der Tierzucht. Hierzu zählen • Beschleunigung der Zucht, • verbesserte Zuchtwertschätzung, da von einem Zuchttier zahlreiche Nachkommen erzeugt und auf ihre Leistungsparameter überprüft werden können, • Verringerung zeitlicher und räumlicher Begrenzungen, da Sperma und Embryonen kryokonserviert und über weite Strecken transportiert werden können, • Qualitätsprüfung der Keimzellen und Embryonen vor ihrer Verwendung, z. B. mit dem Ziel der Geschlechtsbestimmung, der Verringerung von Deckseuchen. 26 Zudem sind diese Techniken einsetzbar • zum Erhalt genetischer Ressourcen. Dies wird vor allem durch Kryokonservierung von Embryonen und Spermien im Rahmen spezieller Programme ermöglicht. Eine Alternative ist der Schutz genetischer Ressourcen durch Erhalt des natürlichen Lebensraumes. • zur Vermehrung einzelner Individuen von Tierarten, die vom Aussterben bedroht sind, • zur identischen Vervielfachung von Individuen, die als wertvoll erachtet werden (Klonen von transgenen Tieren, von herausragenden Zuchttieren, von Haustieren, von Tieren, die vom Aussterben bedroht sind). Reproduktionstechniken sind essenzielle Voraussetzung für die Herstellung transgener Tiere. In Kombination mit transgenen Techniken sowie gendiagnostischen und genanalytischen Techniken sind Synergieeffekte erzielbar, die über das Anwendungsspektrum der Einzeltechniken weit hinausgehen. 4.3.8 Folgen des Einsatzes von Reproduktionstechniken Werden Reproduktionstechniken breit angewendet, tragen sie zur Einengung der genetischen Vielfalt bis hin zum irreversiblen Verlust genetischer Ressourcen bei. Lokale Rassen können durch inzwischen weltweit verbreitete Hochleistungsrassen verdrängt werden; Reproduktionstechniken begünstigen einen "Trend zum Einheitstier". Sie begünstigen die Inzucht und können zur raschen und weiten Verbreitung unerwünschter, meist rezessiver Genvarianten bzw. Eigenschaften führen (Lohner et al. 1997, S. 108). So ergab beispielsweise die Untersuchung einer Population von Holsteiner Kühen 1996 in Frankreich, dass die 5 Millionen Tiere umfassende Population sich so verhielt, als ob sie aus weniger als 100 nicht miteinander verwandten Tieren bestünde. In (extremen) Einzelfällen wurden über eine Million Besamungen mit dem Sperma eines einzigen Zuchtbullen, z. B. des Holsteiner Zuchtbullen Skalsumer Sunny Boy vorgenommen (Gengler und Druet 2001, S. 37). Der Einsatz von Reproduktionstechniken kann Auswirkungen auf Tiergesundheit, Verhalten und Wohlbefinden der betroffenen Tiere, das sind sowohl Elterntiere, Ammentiere als auch Nachkommen haben. So sind Reproduktionstechniken beim weiblichen Tier (wie Beeinflussung von Fruchtbarkeit und Zyklus, Superovulation, Eizellentnahme, Austragen von transferierten Embryonen etc.) mit Hormonbehandlungen und teilweise invasiven, d. h. chirurgischen Eingriffen verbunden, die Belastungen für die Tiere bedeuten. Die Effizienz vieler Verfahren ist deutlich geringer als die korrespondierenden "natürlichen" Verfahren und daher sind sie mit einem hohen Verbrauch an Keimzellen und Embryonen verbunden. Bereits die Selektion auf Hochleistung ist mit negativen Auswirkungen für die betroffenen Tiere verbunden, die in höherem Maße Verhaltensprobleme, physiologische Probleme 27 und immunologische Probleme aufweisen (Rauw et al. 1998); dies wird durch Reproduktionstechniken, die eine stärkere Selektion ermöglichen, noch verstärkt. Insbesondere beim Klonen, aber auch bei anderen Reproduktionstechniken werden folgende Effekte beobachtet: eine hohe Fehlquote bei der Implantation und weiteren Entwickung des Embryos, eine hohe Fehlgeburtsrate, eine erhöhte Neugeborenensterblichkeit, eine überdurchschnittliche Geburtsgröße ("Large-Calf-Syndrome"), die zu Geburtskomplikationen führen kann, eine mögliche Schwächung des Immunsystems und die Fehlbildung einzelner Organe. Eine geringere Lebenserwartung sowie eine Prädisposition für bestimmte Krankheiten (z. B. Krebs) wird diskutiert (Hillebrand und Lanzerath 2001, S. 24; Revermann und Hennen 2000, S. 116ff.; van der Lende et al. 2000; Boerjan et al. 2000). Bei allen Techniken zur Beeinflussung der Fortpflanzung wird mindestens ein Teil der Maßnahmen, die ursprünglich in der Hand des Landwirts lagen, durch den Tierarzt oder durch Laborpersonal übernommen und hat damit sozioökonomische Auswirkungen, z. B. durch einen Wandel der Struktur der Züchtungsorganisation (Revermann und Hennen 2000, S. 120ff.). 4.4 Gendiagnostik und Genanalytik 4.4.1 Zielsetzung gendiagnostischer und genanalytischer Verfahren in der Tierzucht Ein wichtiges Mittel in der Tierzucht ist es, züchterisch wertvolle Tiere bevorzugt zur Zucht einzusetzen. Wie oben dargestellt, leisten Reproduktionstechniken hierzu einen wichtigen Beitrag. Dabei stellt sich aber das Problem, die züchterisch wertvollen Tiere zu erkennen. Hierzu werden seit Jahrtausenden phänotypische Eigenschaften herangezogen. Dies können äußere Merkmale (Aussehen, Körperbau), physiologische Merkmale (Leistungsfähigkeit, z. B. Milchleistung bei Rindern) oder auch biochemische Merkmale (z. B. Proteinzusammensetzung der Milch bei Rindern) sein. Die Auswertung phänotypischer Eigenschaften für die Zuchtwertschätzung hat jedoch ihre Grenzen. Viele züchterisch relevante Eigenschaften sind nicht, nicht präzise, erst spät oder nur aufwändig feststellbar. Hierzu einige Beispiele: Bestimmte Eigenschaften, wie z. B. die Milchleistung von Kühen, Fruchtbarkeit von Sauen, manifestieren sich erst relativ spät im Leben eines Zuchttieres. Die Ausprägung eines Merkmals kann geschlechtsgebunden sein – so lässt sich beispielsweise die Vererbung von Eigenschaften, die die für die Käseherstellung relevante Zusammensetzung der Milch betreffen, bei Zuchtbullen nicht phänotypisch feststellen. Qualitätseigenschaften des Fleisches lassen sich bei Zuchttieren phäno- 28 typisch kaum feststellen, da eine umfangreichere Probenahme mit dem Tod des Tieres verbunden wäre, es dann aber nicht mehr für die Zucht zur Verfügung stände. Bestimmte Eigenschaften sind bei Merkmalsträgern phänotypisch nicht feststellbar, wenn sie rezessiv vererbt werden und die Tiere heterozygot in Bezug auf dieses Merkmal sind. In den oben genannten Fällen kann eine weitergehende Charakterisierung der Zuchttiere erfolgen, wenn zusätzlich Informationen herangezogen werden, die auf Ebene des Genotyps ermittelt werden. Das Prinzip beruht darauf, dass eine charakteristische DNA-Sequenz mit einem bestimmten Merkmal korreliert. Genanalytische und gendiagnostische Verfahren werden mit dem Ziel eingesetzt, eine gezieltere, präzisere Auswahl genetisch wertvoller Tiere zu treffen und durch einen zusätzlichen, früheren Selektionsschritt einen Zeit- und Effizienzgewinn zu realisieren. 4.4.2 Fallbeispiel: Stressanfälligkeit und Fleischqualität beim Schwein Die intensive Verbrauchernachfrage nach Fleisch mit möglichst geringem Fettanteil hat in den letzten 30 Jahren in der Schweinezucht zur Selektion von Tieren geführt, die sich durch einen hohen Magerfleischanteil, insbesondere im Rücken- und Schinkenbereich bei gleichzeitiger Reduzierung des Fettgehaltes auszeichnen. Die Selektion auf Fleischleistung ist beim Schwein sehr effektiv gewesen. Betrug 1965 das Fleisch/Fettverhältnis bei der Deutschen Landrasse in der BRD noch 1:0,87, so war es 1977 schon auf 1:0,46 - also auf fast die Hälfte - gesunken. Diese Veränderungen in der Körperzusammensetzung war jedoch mit einer deutlichen Verschlechterung der Fleischqualität verbunden, wobei häufig die am besten klassifizierten Schlachtkörper betroffen sind. Diese Mängel in der Fleischbeschaffenheit äußern sich in einem hohen Anteil an so genanntem PSE-Fleisch (pale, soft, exudative). PSE-Fleisch ist heller (blasser), weicher, weniger saftig, weniger zart, riecht und schmeckt anders, ist weniger haltbar, hat ein geringeres Wasserbindungsvermögen und einen geringen Genusswert als Fleisch normaler, erwünschter Qualität. Es zeigte sich, dass bei Tieren mit starker Fleischwüchsigkeit häufig eine hohe Stressanfälligkeit sowie Abweichungen in der Fleischfärbung auftraten. Darüber hinaus wurde ein ursächlicher Zusammenhang zwischen Fleischbeschaffenheit und Stressanfälligkeit festgestellt. Um die Fleischqualität zu verbessern, wurden daher unter anderem züchterische Maßnahmen ergriffen. Tiere mit solchen Merkmalen sollten erkannt und systematisch von der Zucht ausgeschlossen werden. Hierzu wurde zunächst der so genannte Halothan-Test eingesetzt. Unter Einfluss einer Halothan-Narkose zeigen stressempfindliche Tiere eine Muskelstarre und erhöhte 29 Herz- und Atemfrequenzen sowie teilweise eine starke Hyperthermie1. Die Stressempfindlichkeit ist mit den Mängeln in der Fleischqualität eng verbunden. Heterozygote Tiere können jedoch mit dem Halothantest nicht erkannt werden. Zudem ist der Halothantest für die Tiere belastend, zuweilen sogar tödlich. Genomanalytische Untersuchungen haben nachgewiesen, dass für die Disposition zum malignen Hyperthermie-Syndrom offenbar ein Defekt im Gen für den so genannten Ryanodinrezeptor verantwortlich ist. Der Gendefekt wurde beim Menschen auf dem Chromosom 19 in Abschnitt q 13.1 gefunden. Beim Schwein wurde dieser Genabschnitt auf dem Chromosom 6 gefunden. Das intakte Gen kodiert für den Ryanodinrezeptor, der für die Ausbildung der Kalziumkanäle im sarkoplasmatischen Retikulum der Muskulatur verantwortlich ist. Durch Austausch einer Base (Thymin statt Cytosin) kommt es zu einer Punktmutation mit der Folge, dass dieser Rezeptor nicht mehr funktionsfähig ausgebildet wird, was zu Stressempfindlichkeit und herabgesetzter Fleischqualität führt. Auf der Basis der Erkenntnisse, die im Wesentlichen bei der Aufklärung des malignen Hyperthermie-Syndroms beim Menschen gewonnen wurden, wurde Anfang der 1990er-Jahre ein praxisreifer gentechnischer Diagnosetest entwickelt, der mit hoher Sicherheit die Träger des Gendefektes in der Schweinepopulation identifizieren kann. Das gendiagnostische Verfahren macht sichtbar, ob die oben beschriebene Punktmutation im Erbgut eines bestimmten Schweines vorliegt oder nicht. Den Schweinen wird etwas Blut entnommen und daraus DNA isoliert. Mit Hilfe der Polymerase-Kettenreaktion (PCR) werden bestimmte Abschnitte des Ryanodinrezeptorgens selektiv vervielfältigt und damit für einen Nachweis zugänglich gemacht. Dann setzt man ein bestimmtes Restriktionsenzym zu, das so gewählt ist, dass es den DNA-Abschnitt immer spaltet, wenn die Tiere, aus denen die DNA stammt, stressresistent sind. Liegt jedoch die Mutation vor, die die Tiere stressanfällig werden lässt, kann das Restriktionsenzym nicht schneiden. Ob der DNA-Abschnitt vom Restriktionsenzym geschnitten wurde oder nicht, wird sichtbar gemacht, indem die DNA-Fragmente mit Hilfe der Gelelektrophorese im elektrischen Feld nach ihrer Größe aufgetrennt werden: Findet sich nur ein großes DNA-Fragment von 134 Basenpaaren Länge, ist das Schwein homozygot stressanfällig, finden sich zwei kleine DNA-Fragmente in einer Länge von 50 bzw. 84 Basenpaaren, ist das Schwein homozygot stressresistent, und heterozygote Schweine, welche ein mutiertes und ein nicht-mutiertes Gen besitzen, geben sich durch drei DNA-Fragmente mit einer Länge von 134, 84 und 50 Basenpaaren zu erkennen. Abbildung 4.5 fasst das Prinzip der Gendiagnostik am Beispiel der Stressanfälligkeit beim Schwein zusammen. 1 Ein ähnliches Phänomen ist beim Menschen als malignes Hyperthermie-Syndrom (MHS) bekannt. Es stellt eine der Haupttodesursachen während einer Anästhesie dar; die Häufigkeit liegt bei 1 zu 12.000 Kindern bzw. bei 1 zu 40.000 Erwachsenen. Beim Menschen wird dieses Merkmal in autosomal dominanter Weise vererbt, bei halothan-positiven Schweinen autosomal rezessiv oder kodominant. Abbildung 4.5: #BOEFO #BOEFO .VUBUJPOBVGCFJEFOIPNPMPHFO$ISPNPTPNFO TUSFTTBOGMMJHWPO;VDIUBVTTDIMJFFO .VUBUJPOOVSBVGFJOFN$ISPNPTPN CFSUSHFSG®S4USFTTBOGMMJHLFJU WPO;VDIUBVTTDIMJFFO LFJOF.VUBUJPOG®S;VDIUHFFJHOFU (FXFCFPEFS#MVUQSPCF %/"*TPMJFSVOH 4QF[JGJTDIF7FSWJFMGMUJHVOHEFSSFMFWBOUFO%/"#FSFJDIF EVSDI1$31PMZNFSBTF,FUUFO3FBLUJPO #FIBOEMVOHNJUTQF[JGJTDIFN3FTUSJLUJPOTFO[ZN LFJO4DIOJUUCFJ.VUBUJPO "VGUSFOOVOHEFS%/"4U®DLFOBDI-OHF EVSDI(FMFMFLUSPQIPSFTF &SHFCOJT #BOEF Prinzip der Gendiagnostik am Beispiel des "Stressgens" (RYR) beim Schwein 30 31 Das gendiagnostische Verfahren ist schonender als der Halothantest, da man nur noch eine kleine Blutprobe des Schweins braucht. Auch Heterozygote werden zuverlässig erkannt. Das Verfahren ist kostengünstig durchzuführen. Deshalb hat das gendiagnostische Verfahren den Halothantest in Deutschland vollständig abgelöst, und es wurde eine durchgreifende Sanierung der Zuchtpopulationen im Hinblick auf die Stressanfälligkeit erreicht. Es birgt aber auch die Gefahr, dass die Tiere aus ökonomischen Gründen an nicht artgerechte Haltungs- und Produktionsbedingungen angepasst werden, statt umgekehrt. 4.4.3 Weitere Anwendungsbeispiele der Gendiagnostik und Genanalytik In der züchterischen Praxis werden noch andere gendiagnostische Verfahren angewendet, um Tiere von der Zucht auszuschließen, welche die Anlagen für die Ausbildung von Krankheiten tragen, so z. B. Weaver-Syndrom bei Rindern, boviner Leukozyten-Adhäsionsdefekt. In der Rinderzucht ist auch die Zusammensetzung der Milchproteine von züchterischem Interesse, da eine Veränderung des κ-Kaseingehalts in der Milch zu höheren Käseausbeuten führen kann. Um dieses Zuchtziel zu erreichen, wird die Gendiagnostik zur Bestimmung des κ-Kaseingenotyps bei Zuchtbullen herangezogen. Indem die Bestimmung bei männlichen Tieren erfolgt, kann die Zucht beschleunigt werden, da nicht die Tochtergeneration mit weiblichen Nachkommen zur Bestimmung der Milchproteinzusammensetzung abgewartet werden muss. Auch der Elternschaftsnachweis, d. h. eine Kontrolle der Eintragungen in Zuchtbücher, wird mittels genanalytischer Verfahren geführt. Im Zuge der BSE-Krise ist die Frage nach einem lückenlosen und vor allem fälschungssicheren Herkunftsnachweis von Nutztieren sehr wichtig geworden. Diskutiert wird z. B. die Einführung einer "genetischen Ohrmarke". Bei der Genotypisierung wird von jedem Tier ein DNAProfil ("genetischer Fingerabdruck") erstellt, das so individuell ist, dass man theoretisch ein einzelnes Tier aus 6 Milliarden Tieren identifizieren kann. Der genetische Fingerabdruck kann aus verschiedenen Geweben der Tiere, z. B. Blut, Haut, Haaren mit Haarwurzeln, Federn mit Federkielen und nach der Schlachtung aus Fleisch und Fleischprodukten angefertigt werden. Ein Vergleich der DNA-Profile einzelner Tiere oder aus deren Produkten mit dem Profil, das früher angefertigt und in einer Datenbank gespeichert wurde, ermöglicht den zweifelsfreien Nachweis der Identität. Falls keine Vergleichsprobe existiert, kann die Abstammung eines Tieres von den Zuchttieren überprüft werden (Abb. 4.6; http://www.medigenomix.de). 32 Abbildung 4.6: Prinzip des Herkunftsnachweises von Tieren und tierlichen Produkten durch eine auf einer DNA-Analyse basierenden "genetische Ohrmarke" Quelle: http://www.medigenomix.de Diese DNA-analytischen Verfahren ermöglichen auch eine Qualitätskontrolle von tierlichen Erzeugnissen, wie z. B. die Bestimmung, von welcher Tierart eine bestimmte Fleischsorte in der Wurst stammt. Ein wesentlicher Anwendungsbereich ist auch die Untersuchung von züchtungsrelevanten Merkmalen im Rahmen von Reproduktionstechniken, d. h. an Keimzellen, Embryonen und präpubertären Nachkommen. 33 4.4.4 Vorteile und Folgen gendiagnostischer und genanalytischer Verfahren in der Tierzucht und -produktion Zusammenfassend ist festzuhalten, dass die Vorteile der Gendiagnostik in der schnellen, mit geringem Aufwand durchführbaren Methodik liegen, was mit geringen Kosten verbunden und für das Tier minimal invasiv ist. Mittels der Gendiagnostik kann auf genetisch (mit)bedingte Eigenschaften selektioniert werden. Unter anderem kann auf Merkmale selektioniert werden, welche im äußeren Erscheinungsbild (Phänotyp) nicht erkennbar sind. Es können auch heterozygote Merkmalsträger identifiziert werden. Dadurch kann eine gezieltere, präzisere, frühzeitigere Auswahl züchterisch wertvoller Tiere getroffen und Zuchtprogramme beschleunigt werden. Verschiedene Gentests können dem Verbraucherschutz und dem Tierschutz dienen. Nachteile der Gendiagnostik liegen darin, dass der Zusammenhang zwischen Gen und Eigenschaft bekannt sein muss. Dies ist zurzeit aber für viele züchterisch relevante Eigenschaften nicht der Fall. Bislang können überwiegend Eigenschaften genanalytisch getestet werden, welche nur durch ein Gen oder wenige Gene vermittelt werden. Die meisten züchterisch relevanten Eigenschaften, wie z. B. Leistungsparameter, Widerstandsfähigkeit, Fruchtbarkeit, sind jedoch polygen bedingt und daher einer DNA-Analyse zurzeit nur eingeschränkt zugänglich. Zudem ist das Genom von Säugern komplex, und pleiotrope Effekte, wie z. B. der Zusammenhang von Fleischqualität und Stressanfälligkeit beim Schwein, sind nicht auszuschließen. Im Rahmen von Zuchtprogrammen leisten gendiagnostische Verfahren mittelbar einen Beitrag zur Einengung der genetischen Vielfalt, da sie auch den sicheren Ausschluss von Heterozygoten von der Zucht ermöglichen und es so zum vollständigen Verlust eines bestimmten Allels aus der Population kommen kann. Zudem tragen diese Verfahren zur Selektion auf Hochleistung mit deren unerwünschten Begleiteffekten bei. Aus dem Blickwinkel des Tierschutzes besteht die Gefahr, dass Tiere mittels der Gendiagnostik an nicht artgerechte Haltungs- und Produktionsbedingungen angepasst werden, anstatt diese Bedingungen zu verbessern (Bsp. Stressanfälligkeit). 4.5 Transgene Tiere 4.5.1 Methodische Ansätze zur Herstellung transgener Tiere Transgene Tiere werden dadurch hergestellt, dass in vitro rekombinierte DNA, ein so genanntes DNA-Konstrukt, in tierliche Zellen eingeführt wird. Ziel des Gen- 34 transfers ist es, das DNA-Konstrukt in das Erbgut aller Körperzellen eines Tieres einschließlich der Keimzellen zu integrieren. Deshalb werden für den Gentransfer frühe embryonale Entwicklungsstadien verwendet. In der Regel soll das eingebrachte DNA-Konstrukt auch exprimiert werden. Durch den Gentransfer werden dann bestimmte Eigenschaften des Empfängerorganismus beeinflusst, ausgeschaltet oder neu eingeführt. Die Anwendung der Gentechnik ist bei Säugetieren inzwischen so weit fortgeschritten, dass Methoden etabliert sind, die es ermöglichen, • Gene dem Erbgut des Empfängertieres "hinzuzufügen", und zwar auch über Artgrenzen hinweg, • die eingeführten Gene zu exprimieren. Die Expressionsintensität (viel/wenig Genprodukt) kann variiert werden, eine gewebespezifische Expression (z. B. eine Expression ausschließlich in den Milchdrüsen) ist möglich, und auch eine zeitlich steuerbare Expression ist möglich. • Gene gezielt aus dem Erbgut des Empfängertieres zu entfernen, • Gene spezifisch zu mutieren, z. B. eine bestimmte Punktmutation einzuführen, • Gene gezielt abzuschalten, und dies auch zeitlich steuerbar (z. B. bei konditional lethalen Genen von großer Bedeutung) bzw. auf bestimmte Gewebe beschränkt. Diese Methoden sind bislang aber nur bei der Maus etabliert, dem zurzeit gentechnisch am besten zugänglichen Säugetier. Ein Teil der Methoden ist aber so schwierig, dass sie nur in darauf spezialisierten Labors beherrscht werden. Ein wesentlicher Grund dafür ist, dass bei Mäusen der Gentransfer auch in embryonale Stammzellen vorgenommen werden kann, aus denen dann ganze, transgene Mäuse hergestellt werden können, während bei transgenen Nutztieren wie Rind, Schwein, Schaf und Ziege ein Gentransfer bislang nur durch die sehr viel ineffizientere Technik der Mikroinjektion möglich ist. Diese Techniken werden im nachfolgenden Abschnitt näher erläutert. 4.5.2 Methoden und Erfolgsraten des Gentransfers Für den Gentransfer stehen prinzipiell verschiedene Methoden zur Verfügung (Henze et al. 1995, S. 41ff., Lohner et al. 1997, S. 121ff.): • Mikroinjektion in den Vorkern von Zygoten, • Einsatz von defizienten Retroviren, • Gentransfer in embryonale Stammzellen, • "Beladen" von Spermien mit DNA und anschließende In-vitro-Befruchtung, • Verwendung von künstlichen Chromosomen als Vektor, 35 • Verpackung der DNA in Liposomen und anschließende Injektion in Blastocysten, • Elektroporation, d. h. selektive, temporäre Permeabilitätsveränderung von Membranen durch elektrische Impulse. Abbildung 4.7 stellt die verschiedenen Methoden des Gentransfers für die Maus dar. Bei landwirtschaftlichen Nutztieren konnte bisher nur die Mikroinjektionstechnik erfolgreich zur Herstellung transgener Nachkommen eingesetzt werden. Für die Mikroinjektion muss ein ganz bestimmtes Entwicklungsstadium abgepasst werden, für das es nur ein sehr kleines Zeitfenster gibt. Dies ist ein Stadium kurz nach der Befruchtung der Eizelle, nachdem das Spermium in die Eizelle eingedrungen ist, den Spermienschwanz abgeworfen und sich der Spermienkopf in den männlichen Vorkern umgewandelt hat. Männlicher und weiblicher Vorkern sind aber noch nicht miteinander verschmolzen. In diesem Stadium kann Fremd-DNA (man verwendet etwa 2 pl (= 10-12 l) der jeweiligen DNA-Lösung) in den männlichen Vorkern der befruchteten Eizelle injiziert werden. Dafür sind Mikroinstrumente erforderlich, damit die befruchtete Eizelle (Zygote) mit einem Durchmesser von etwa 150 bis 160 µm durch die Mikroinjektion nicht geschädigt wird. Natürlicherweise befinden sich Zygoten in diesem Entwicklungsstadium im Eileiter und können bei landwirtschaftlichen Nutztieren nur durch einen operativen Eingriff gewonnen werden. Dabei wird die Bauchhöhle eröffnet, beide Eileiter werden gespült und die Zygoten in der Spülflüssigkeit aufgesucht. Dieser Vorgang ist bei Schwein, Schaf oder Ziege relativ leicht durchführbar, beim Rind hingegen sehr aufwändig und erschwert deshalb den Gentransfer erheblich. Deshalb werden beim Rind heute fast ausschließlich Zygoten verwendet, die durch In-vitro-Fertilisation hergestellt wurden. Im Anschluss an die Mikroinjektion werden die Zygoten meist für einen kurzen Zeitraum in vitro kultiviert, um mikroinjektionsbedingte Schädigungen zu erkennen. Anschließend werden intakte Zygoten durch einen operativen Eingriff in die Eileiter synchronisierter, d. h. zyklusgleicher Empfängertiere übertragen. Beim Rind werden die Zygoten häufig zu 7 bis 8 Tage bis zur Blastozyste in vitro kultiviert, die unblutig in die Gebärmutter übertragen werden können. Abbildung 4.7: Schematische Darstellung von Methoden des Gentransfers bei der Maus 36 37 Wie die injizierte DNA in das Wirtsgenom integriert, ist bisher nicht bekannt. Bei Nutztieren kann die Anzahl der in das Empfängergenom integrierenden Gene, der Integrationsort, die Expression und auch die stabile Weitergabe an Tochterzellen bzw. Nachkommen nur in geringem Maße gesteuert und beeinflusst werden. Abbildung 4.8 zeigt exemplarisch, durch welche Prozesse die Effizienz der Erzeugung transgener Tiere verringert wird. So findet bei bis zu 90 % der mikroinjizierten Eizellen keine Integration der injizierten DNA ins Genom statt, nur in 10 - 30 % der Fälle erfolgt eine Integration ins Genom. Bei bis zu 70 % der daraus resultierenden Tiere der ersten Generation, der so genannten Founder-Generation, ist das injizierte Gen in allen Zellen integriert, jedoch bilden rund 30 % der transgenen Tiere einen so genannten Mosaiktyp, bei dem das injizierte Gen nur in einem Teil der Zellen des Organismus exprimiert wird. Betrachtet man die nachfolgende Generation, die so genannte Tochter-Generation, so stellt man fest, dass bei ca. 20 % der Nachkommen keine Weitergabe der injizierten DNA beobachtet wird. 20 - 30 % der Tiere der ersten Tochtergeneration bilden einen Mosaiktyp. Nur etwa 50 % der Nachkommen der Founder-Generation zeigen eine stabile Integration des injizierten Gens ins Genom und können daher zur Etablierung einer transgenen Tierlinie dienen. Abbildung 4.8: Verbleib von Fremd-DNA nach Mikroinjektion keine Integration ins Genom (bis zu 90%) Integration ins Genom (10-30%) Integration in alle Zellen (bis zu 70%) keine Weitergabe an Nachkommen (20 %) Quelle Weitergabe (50%) Mosaiktyp (rund 30 %) Weitergabe als Mosaik (20-30%) Pursel et al. 1990 Die Ausbeute an transgenen Tieren nach Gentransfer durch Mikroinjektion wird somit vor allem durch drei Faktoren bestimmt: die Rate der Genintegration, die Überlebens- und Entwicklungsfähigkeit des Embryos, und die stabile Ausprägung des Transgens. Diese Ausbeute ist artspezifisch und insgesamt sehr niedrig. Die Tabellen 4.3 und 4.4 fassen die Ergebnisse zum Embryonenverbrauch und zur Ausbeute an transgenen Tieren zusammen. 38 Tabelle 4.3: Eizellenverbrauch bei Mikroinjektion, sich entwickelnde Föten und Ausbeute an transgenen Tieren für verschiedene Tierarten Eizellen Art Föten Injektionen Transfer Transgene Tiere Anzahl % von Injektion Anzahl % der geborenen % von Injektion Maus 12 314 12 314 1 847 15,0 321 17,3 2,61 Schwein 19 397 19 397 1 920 9,9 177 9,2 0,91 Schaf 5 242 5 242 556 10,6 46 8,3 0,88 Ziege 1 058 782 173 16,4 12 6,9 1,11 Rind 11 206 1 018 193 1,7 7 3,6 0,06 Tabelle 4.4: Tier Rind Schaf Schwein Ziege Erfolgsraten bei der Produktion transgener Tiere durch Mikroinjektion Lebensfähige Nachkommen mit aktivem Fremdgen in % der mikroinjizierten Zygoten 0,06-0,75 0,1-4,4 0,3-4 0,5-3 Quelle: Ammann und Vogel (2000), S. 25 Wegen der geringen Ausbeuten an transgenen Tieren und deren teilweise instabilen und in ihrer Ausprägung nicht genau vorhersagbaren Ausprägung der durch das Fremdgen vermittelten Eigenschaft sowie der langen Zeiträume bis zur Geburt einer Tochtergeneration ausgehend von transgenen Foundertieren ist die Herstellung transgener Nutztiere ein zeit- und ressourcenaufwändiger, teurer Prozess. Die Kosten für die Herstellung eines transgenen Nutztiers liegen in der Größenordnung von rund 75.000 US-$/Tier für Schaf oder Ziege, ca. 100.000 US$ für ein transgenes Schwein und eines transgenen Rindes zwischen 500.000 und 1 Mio. US-$ (Ammann und Vogel 2000, S. 22), für die Herstellung einer transgenen Maus rechnet man mit etwa 5.000 US-$. Diesen Prozess will man durch Integration von Reproduktionstechniken, genanalytischen und gendiagnostischen Verfahren und Optimierung des Gentransfers zielgerichteter, ressourceneffizienter und weniger zeitintensiv gestalten. Man geht davon aus, dass das somatische Klonen für die nahezu identische Vervielfachung ausgewählter transgener Nutztiere einen wesentlichen Beitrag leisten kann; bzw. der Gentransfer künftig in Zell-Linien vorgenommen wird, die gewünschten Geno- und Phänotypen auf der Ebene der Zell-Linie selektiert und 39 daraus dann durch somatischen Kerntransfer ein vollständiges, transgenes Tier hergestellt wird (Colman 1999; Wilmut 1999, S. 37; Niemann und Kues 2000). Tabelle 4.5 zeigt exemplarisch, welche Effizienzsteigerungen durch Gentransfer durch somatischen Kerntransfer im Vergleich zur Mikroinjektion möglich sind. Abbildung 4.9 macht den Unterschied zwischen Klonen und gentechnischer Veränderung nochmals deutlich. Tabelle 4.5: Effizienz der Herstellung transgener Rinder – Vergleich von Gentransfer durch somatischen Kerntransfer mit Gentransfer durch Mikroinjektion Klonen durch somatischen Kerntransfer Methode Gentransfer durch Mikroinjektion Effizienz der Teilschritte Zahl der für den Gentransfer eingesetzten Eizellen bzw. Zygoten Zahl der sich daraus entwickelnden Blastocysten Zahl der Embryonen, die auf Ammentiere übertragen wurden (1 Embryo/Ammentier) Zahl der lebend geborenen Kälber Zahl der transgenen Kälber 276 25023 33 (12 % von 276) 1282 (5 % von 25023) 28 978 5 134 (18 % der transfe- (14 % der transferierten Embryo- rierten Embryonen) nen) 5 9 (100 % der insge- (7 % der insgesamt lebend gesamt lebend geborenen Kälber) borenen Kälber) Effizienz des gesamten Prozesses Zahl der Eizellen bzw. Zygoten pro transgenem Kalb 55 2780 Zahl der Ammentiere pro transgenem Kalb 5,6 108 Quelle: Heyman 2001, S. 254 40 Abbildung 4.9: 4.5.3 Unterschied zwischen Klonen und transgener Veränderung von Tieren Anwendungsbereiche für den Einsatz transgener Tiere Tabelle 4.6 gibt eine Übersicht über aktuelle und mögliche künftige Einsatzbereiche transgener Tiere. Praktische Anwendung finden zurzeit nur transgene Tiermodelle in der Forschung. Bestimmte Entwicklungslinien innerhalb des Pharming könnten in den kommenden fünf Jahren Marktreife erlangen. Alle anderen in Tabelle 4.6 aufgeführten Beispiele stellen prinzipielle Möglichkeiten dar, die teilweise in der Vergangenheit erprobt, aber nicht ernsthaft weiterverfolgt werden, die sich noch im Forschungsstadium ohne unmittelbare Anwendungsrelevanz befinden oder die 41 grundsätzliche, aber nicht experimentell verifizierte Anwendungsmöglichkeiten darstellen. Zurzeit werden transgene Tiere vor allem als Tiermodelle in der biologischen und biomedizinischen Grundlagenforschung und der pharmakologischen Forschung eingesetzt. Modelltier der Wahl ist die Maus. Sie zeichnet sich durch kurze Generationszeiten und viele Nachkommen aus. Genetisch besteht eine große Ähnlichkeit zwischen Maus und Mensch. Es existieren zahlreiche Mauslinien mit bekannten und gut charakterisierten Mutationen; zudem sind zahlreiche Mausgene bekannt und charakterisiert. Für die gentechnische Veränderung von Mäusen sind ausgefeilte Methoden gut etabliert. Aus der Forschung sind transgene Mäuse heutzutage nicht mehr wegzudenken; dort finden sie breite Verwendung. Demgegenüber spielen transgene Nutztiere mit dem Ziel der Anwendung in der Landwirtschaft und für die menschliche Ernährung zurzeit keine Rolle (Ammann und Vogel 2000, S. 4ff, The Royal Society 2001, S. 9ff.). Ein wesentlicher Grund hierfür liegt darin, dass die hohen Kosten zur Herstellung eines transgenen Nutztieres den ggf. erzielbaren Nutzen in der Landwirtschaft zurzeit nicht aufwiegen. Für die fernere Zukunft ist die Herstellung gesundheitsfördernder Lebensmittel durch transgene Tiere denkbar, dies setzt jedoch eine Weiterentwicklung von Reproduktionstechniken, Genanalytik und -diagnostik sowie transgenen Technologien und die Nutzung von Synergieeffekten zwischen diesen Techniken voraus. Als günstiger wird die Kosten-Nutzen-Kalkulation zurzeit für den Einsatz von transgenen Nutztieren im Pharmabereich eingeschätzt, dem so genannten Pharming. Hier werden Nutztiere gentechnisch so verändert, dass sie in ihrer Milch therapeutische Proteine produzieren (Ziomek 1998; Rudolph 1999; Wall 1999; Brink et al. 1999; Houdebine 2000), oder die transgene Veränderung soll die Tiere als Organspender für den Menschen nutzbar machen (so genannte Xenotransplantation) (Hüsing et al. 1998, Hüsing und Schicktanz 2000, Beckmann et al. 2000). Das Pharming könnte innerhalb der kommenden fünf Jahre erste marktreife Produkte hervorbringen (s. auch Kap. 6). Eher als Randgebiet ist die Herstellung gentechnisch veränderter Insekten einzustufen. Neben gentechnischen Arbeiten am Modellorganismus Drosophila in der Grundlagenforschung geht es um gentechnische Ansätze zur Populationskontrolle von Schadinsekten oder krankheitsübertragenden Insekten, sowie zur Optimierung der Seidenproduktion. • Herstellung therapeutischer Proteine in der Milch • Transgene Schafe, die menschliches α-1-Antitrypsin transgener Nutztiere zur Therapie von Cystischer Fibrose und Lungenemphysem in ihrer Milch exprimieren • Transgene Ziegen, die Antithrombin III zur Auflösung von Blutgerinnseln in ihrer Milch exprimieren Xenotransplantation (Transgene Tiere als Organ- • Transgene Schweine, die einen menschlichen Kom"Spender" für den Menschen) plementregulator exprimieren, so dass ihre Organe nach Transplantation vom Immunsystem des Empfängers weniger heftig abgestoßen werden • Transgene Tiere mit höherer Empfindlichkeit zur Detektion seltener Langfristeffekte (z. B. Krebsmaus) • Pharming Transgene Tiere mit Reportergenen (z. B. Leucht-oder Farbgenen) zur einfacheren Detektion der Schädigung Toxizitäts-, Mutagenitäts- und Kanzerogenitätstests • Pharmakologische Forschung • Genfunktionen ermitteln Tiermodelle für (menschliche) Krankheiten und für • Transgene Mäuse oder Ratten, die genetische Defekte Lebensprozesse aufweisen, dass sie als Modell für menschliche Erkrankungen dienen können (z. B. Tiermodell für • Krankheits- und Lebensprozesse verstehen Muskeldystrophie Duchenne, für Diabetes, für Blut• Therapieansätze entwickeln und testen hochdruck) • Hypothesen über Ursachen und Einflussfaktoren testen • Beispiel • Biomedizinische Forschung, Grundlagenforschung Verwendungszweck des transgenen Tiers Übersicht über Einsatzbereiche für transgene Tiere Einsatzbereich Tabelle 4.6: 42 • Veränderte Zusammensetzung der Kuhmilch Verwendungszweck des transgenen Tiers Modifikation des Kaseinproteins in Kuhmilch für eine effizientere Käseproduktion • Effizientere Seidenproduktion • • Seidenproduktion Populationskontrolle von krankheitsübertragenden • Gentechnische Herstellung steriler Männchen und Insekten oder Schadinsekten deren Freisetzung zur Reduktion der Population Drosophila als Modellorganismus Transgene Kühe, die laktosearme Milch produzieren, die für Menschen, die Laktose nicht verdauen können, Verwendung finden könnte • • Transgene Kühe, die Kuhmilch mit den menschlichen Milchproteine Lysozym und Laktoferrin bilden; diese "humanisierte" Kuhmilch könnte für die Säuglingsernährung Verwendung finden • Beispiel • Transgene Insekten • Grundlagenforschung Menschliche Ernährung Einsatzbereich Fortsetzung Tabelle 4.6 43 Änderung von Schafwolleigenschaften Verringerung von tierhaltungsbedingten Umweltbe- • Transgene Schweine, die das Phosphat-freisetzende lastungen Enzym Phytase in ihrem Speichel bilden, wodurch die Phosphatkonzentration in der Gülle verringert werden kann • • Transgene Schafe mit veränderter Wolleigenschaften, um Färbbarkeit der Fasern oder Neigung zum Filzen zu modifizieren Transgene Ziegen, die in ihrer Milch Spinnenseidenproteine als Ausgangsmaterial für neuartige Fasern herstellen • • Transgene Schweine, die energiereichere Milch für eine effizientere Ferkelaufzucht produzieren • Milchzusammensetzung Expression von Antikörper-Genen bzw. Virushüllproteinen, um Resistenz/Immunität gegenüber bestimmten Krankheitserregern und Parasiten zu vermitteln, z. B. Maul- und Klauenseuche, Mastitis • • Beeinflussung der Effizienz der Futterverwertung Krankheitsresistenz • Beeinflussung von Wachstum, Fleischmenge und – • Transgene Tiere mit Wachstumshormongenen; insbequalität sondere bei Fisch weit entwickelt Beispiel • • Verwendungszweck des transgenen Tiers Quelle: Eigene Zusammenstellung nach Informationen aus Ammann und Vogel (2000) und The Royal Society 2001, S. 9ff. Landwirtschaft Einsatzbereich Fortsetzung Tabelle 4.6 44 45 4.5.4 Folgen der gentechnischen Veränderung von Tieren Problemfelder der gentechnischen Veränderung von Tieren ergeben sich vor allem in den Bereichen • ineffiziente Methoden des Gentransfers, • unerwünschte Nebenwirkungen auf das Tier durch Positionseffekte des eingefügten Gens, • Belastung der Tiere durch die Expression des Gens. Durch die bislang ineffizienten Methoden des Gentransfers und der nachfolgenden Entwicklung der befruchteten Eizellen zu lebensfähigen Nachkommen bedeutet die gentechnische Veränderung eine sehr umfangreiche Inanspruchnahme von Tieren, und zwar sowohl der Tiere, deren Keimzellen für die Zygotenherstellung verwendet werden, als auch der Embryonen, die in den Gentransfer eingesetzt werden, als auch der Ammentiere, die die gentechnisch veränderten Embryonen austragen sollen, als auch die – teilweise – gentechnisch veränderten Nachkommen. Keimzellenspender und Ammentiere werden in der Regel hormonell behandelt und teilweise chirurgischen Eingriffen unterzogen. Die gentechnisch veränderten Embryonen sind häufig in ihrer Entwicklung gestört, so dass es zu einer hohen Zahl an Fehlgeburten während der Schwangerschaft kommt. Da sich bei der Mikroinjektionsmethode der Ort, an den die Fremd-DNA in das Genom integrieren wird, nicht vorher bestimmen bzw. steuern lässt, kann das Empfängertier dadurch beeinträchtigt werden, dass das neu integrierte Gen empfängereigene Gene zerstört bzw. in ihrer Expression verändert bzw. das integrierte Gen durch die umliegende Empfänger-DNA in seiner Expression verändert wird. Dass die tatsächliche Wirkung des eingeführten Fremdgens nicht nur von seiner eigenen Struktur bestimmt, sondern auch durch den räumlichen Kontext im Empfängerorganismus mit beeinflusst wird, bezeichnet man als "Positionseffekte". Die Expression von Fremdproteinen kann das Wohlbefinden und die Gesundheit der transgenen Tiere beeinträchtigen, insbesondere, wenn es sich bei den exprimierten Fremdproteinen um Substanzen mit hoher biologischer Wirksamkeit handelt (z. B. Wachstumshormone). Im Falle der gentechnischen Veränderung von Labortieren muss man sich vor Augen führen, dass in diese Tiere absichtlich krankheitserzeugende genetische Veränderungen eingeführt werden, um auf diese Weise Tiermodelle für Krankheiten oder toxikologische Untersuchungen zu schaffen. Dies dürften Qualzuchten sein. Welche Auswirkungen der Einsatz gentechnisch veränderter Tiere auf das Leiden von Versuchstieren und deren quantitativen Verbrauch hat, kann nur im Einzelfall entschie- 46 den werden, da die Folgen komplex sind: zum einen könnten transgene Tiermodelle insgesamt spezifischere und aussagekräftigere Tierversuche ermöglichen und damit das Potenzial zur Verringerung von Tierversuchen bzw. des Leidens vieler Versuchstiere bergen, zum anderen werden dadurch viele tierexperimentelle Möglichkeiten überhaupt erst erschlossen. Insbesondere wenn transgene Tiere zur Produktion von Pharmawirkstoffen oder sogar Transplantaten verwendet werden, müssen sie aus Gründen der Produktsicherheit unter besonderen Bedingungen gezüchtet und gehalten werden, die kaum artgerecht sein dürften. 4.6 Zusammenfassung Reproduktionstechniken werden in der Tierzucht breit angewendet. Ihre Beherrschung stellt die Voraussetzung für die Herstellung transgener Tiere dar. Gentechnik am Tier findet derzeit bereits vielfältigen Einsatz bei landwirtschaftlichen Nutztieren in Form der Genanalytik und Gendiagnostik und der Verwendung biotechnologisch hergestellter Wirkstoffe (Impfstoffe, Medikamente). Gentechnik im Tier spielt im Zusammenhang mit der biomedizinischen Forschung eine wichtige Rolle. Hierbei finden hauptsächlich transgene Nager als transgene Tiermodelle breite Verwendung. Erste kommerzielle Nutzungen transgener landwirtschaftlicher Nutztiere, die in ihrer Milch therapeutische Proteine produzieren, werden für die kommenden fünf Jahre erwartet. Transgene landwirtschaftliche Nutztiere, die in Eigenschaften für die landwirtschaftliche Produktion oder für die menschliche Ernährung verändert wurden, sind noch weit von einer praktischen Anwendung entfernt. Reproduktionstechniken sind essenzielle Voraussetzung für die Herstellung transgener Tiere. In Kombination mit transgenen Techniken sowie gendiagnostischen und genanalytischen Techniken sind Synergieeffekte erzielbar, die über das Anwendungsspektrum der Einzeltechniken weit hinausgehen. Insgesamt stellt die Anwendung von Reproduktions- und Gentechnik bei Tieren eine hohe Inanspruchnahme von Tieren für menschliche Bedürfnisse dar. Damit ist häufig eine Beeinträchtigung von Gesundheit, Wohlbefinden und Verhalten der involvierten Tiere verbunden. Exemplarisch und stichwortartig seien genannt: • Qualzuchten bei transgenen Tiermodellen für Krankheiten; komplexe Auswirkungen der Verfügbarkeit transgener Tiere auf den Versuchstierverbrauch und das Leiden der Tiere in Tierversuchen, • Beeinträchtigung von Eltern und Ammentieren sowie der Nachkommen durch die Anwendung von Reproduktionstechniken; Beeinträchtigungen transgener Tiere durch das inserierte Fremdgen (Positionseffekte) und das exprimierte 47 Fremdprotein; spezielle, ggf. wenig artgerechte Haltungsbedingungen erforderlich, wenn Pharmaka oder Organtransplantate durch transgene Tiere bereitgestellt werden sollen. Hier ist zu fragen, welches Verhältnis des Menschen zum Tier sich hierin wiederspiegelt, für welche Ziele diese Form der Tiernutzung im Rahmen einer Güterabwägung noch tolerabel erscheint bzw. ob die Ziele nicht auch auf anderen, akzeptableren Wegen erreichbar sind. Und schließlich ist zu bedenken, dass die Techniken, die an Tieren entwickelt werden und zum Einsatz kommen, grundsätzlich auch beim Menschen angewendet werden könnten. 4.7 Zitierte Literatur Ammann, D.; Vogel, B. (2000): Transgene Nutztiere: Landwirtschaft – Gene Pharming – Klonen. SAG-Studienpapier B4, März 2000. http://www.gentechnologie.ch/Studienpapiere.htm Beckmann, J. P.; Brem, G.; Eigler, F. W.; Günzburg, W.; Hammer, C.; MüllerRuchholz, W.; Neumann-Held, E. M.; Schreiber, H.-L.: Xenotransplantation von Zellen, Geweben oder Organen. Wissenschaftliche Entwicklungen und ethisch-rechtliche Implikationen. Berlin, Heidelberg: Springer Verlag 2000 Boerjan, M. L.; den Daas, J. H. G.; Dieleman, S. J. (2000): Embryonic origins of health: long term effects of IVF in human and livestock. Theriogenology 53, 537-547 Bonneau, M.; Laarveld, B. (1999): Biotechnology in animal nutrition, physiology and health. Livestock Production Science 59, 223-241 Brink, M. F.; Bishop, M. D.; Pieper, F. R. 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Die weit verbreitete Ablehnung der Gentechnik durch die Deutschen wird auf verschiedene Ursachen zurückgeführt: Zum einen wird der Öffentlichkeit unterstellt, sie verharre in irrationaler Technikfeindlichkeit und reagiere bei allen neuen Technologien zunächst einmal ablehnend. Zum anderen werden ein unzureichendes Wissen über die Gentechnik und ihre Anwendungen sowie eine meist als negativ wahrgenommene Berichterstattung der Medien als Ursachen angenommen. Im folgenden Beitrag soll hinterfragt werden, inwieweit dieses weit verbreitete Bild über die Einstellung der deutschen Öffentlichkeit gegenüber der Gentechnik tatsächlich zutreffend ist. Dabei werden in den Abschnitten 5.2 und 5.3 ausgewählte Ergebnisse von Forschungsarbeiten aus den jüngsten Jahren vorgestellt. Hierbei wurden sowohl in Deutschland als auch auf EU-Ebene die Einstellungen der Bevölkerung zur Gentechnik soziologisch untersucht. Darüber hinaus wird gefragt, wie diese Einstellungen zustande kommen und welche Faktoren die Einstellungen jeweils beeinflussen. Aus diesen empirischen Befunden werden in Abschnitt 5.4 Anforderungen an die Kommunikation über Gentechnik abgeleitet, die auch Leitlinien für die Umsetzung entsprechender Unterrichtseinheiten in der Schule sein können. 5.2 Auswählte Ergebnisse repräsentativer Bevölkerungsumfragen zu Einstellungen zur Gentechnik in der Bevölkerung Im Jahr 1996 wurde im Rahmen der Eurobarometer-Befragung 46.1 eine Bürgerbefragung in allen europäischen Ländern durchgeführt, bei der die Befragten gebeten wurden anzugeben, ob sie von der Gentechnik eine Verbesserung ihres Lebens in den nächsten 20 Jahren erwarten, ob sie keine Auswirkung haben werde oder ob die 52 Gentechnik die Dinge verschlechtern werde (European Commission 1997). Betrachtet man die Bewertung der Bio- und Gentechnik, so bestätigt sich auf den ersten Blick das Bild einer besonders starken Ablehnung der Bio- und Gentechnik in Deutschland (Abb. 5.1). In der Tat werden positive Erwartungen in Bezug auf die Bio- und Gentechnik in Deutschland seltener genannt als in den meisten anderen europäischen Ländern. Noch geringer ist der Optimismus nur noch in Griechenland und Österreich, wobei der geringe Anteil in Griechenland, der Verbesserungen erwartet, nicht zuletzt darauf zurückzuführen ist, dass sich hier fast die Hälfte der Befragten außerstande sieht, ein Urteil abzugeben. Die Vorstellung, dass die Skepsis der Deutschen gegenüber der Bio- und Gentechnik vor allem auf eine Überbetonung negativer Entwicklungen zurückzuführen sei, kann allerdings nicht bestätigt werden. Im Gegenteil, wider Erwarten gehört Deutschland nicht zu den pessimistischsten Ländern. Zwar erwarten rund 23 % der Befragten in Deutschland, dass Bio- und Gentechnik ihr Leben negativ verändern wird. Höher als in Deutschland ist dieser Anteil aber in den Niederlanden, in Finnland, in Großbritannien, in Dänemark und vor allem in Österreich. Besonders selten werden negative Erwartungen dagegen in den Ländern Südeuropas, in Frankreich, Belgien und Irland geäußert (Hampel 1999, European Commission 1997). Damit scheint die Haltung der deutschen Öffentlichkeit gegenüber der Bio- und Gentechnik nicht von Angst, sondern eher von Skepsis geprägt zu sein. Um zu überprüfen, ob diese skeptische Haltung der Deutschen gegenüber der Biound Gentechnik auf eine generelle Technikfeindlichkeit zurückzuführen ist, muss man das Antwortverhalten für verschiedene moderne Technologien betrachten (Abb. 5.2). Im 1997 durchgeführten Biotech-Survey wurden 1.500 deutsche Bundesbürger über 16 Jahren telefonisch zu ihren Einstellungen zur Gentechnik befragt (Hampel und Renn 1998, Hampel et al. 1997). Dabei sollten sie angeben, ob sie für die Solarenergie, die Computer- und Informationstechnik, die Telekommunikation, die Gentechnik und die Weltraumforschung für ihr Leben in den kommenden 20 Jahren eher Verbesserungen erwarten, ob diese Technologien ohne Einfluss bleiben werden oder ob sie die Dinge verschlechtern werden. Die Ergebnisse zeigen, dass von der oft zitierten Technikfeindlichkeit der Deutschen keine Rede sein kann. Im Gegenteil: In die Solarenergie, die Computer- und Informationstechnik und in die Telekommunikation werden hohe Erwartungen gesetzt. Über 70 % der Befragten sind der Auffassung, dass diese Techniken ihr Leben in den nächsten 20 Jahren positiv beeinflussen werden. Nur kleine Minderheiten, zwischen 3 % bei der Solarenergie und 9 % bei der Computer- und Informationstechnik, betrachten diese Techniken skeptisch. Auch die Weltraumforschung wird insgesamt positiv bewertet, wobei sich hier allerdings positive und neutrale Erwartungen weitgehend die Waage halten (Abb. 5.2). 51 B elgien 57.1 S panien Italien 4 12.9 40% 7 18.3 47.2 60% 4.7 24.5 20 16.8 25.1 8.4 100% 9.9 15.4 16.8 17.6 14.8 19.2 25.1 verschlechtern weiß nicht kein E ffekt verbessern Q uelle: E urobarom eter 46.1 (1997) 22.8 18.7 23.2 30.2 36.5 80% 31.3 30.3 22.4 23.5 25.9 24.1 15.6 20.4 17.8 22.6 32.5 22.3 15.9 3.5 5.6 9.8 9.8 9.4 10.6 10 8.5 9.4 13.4 13.9 22.6 A nteil der N ennungen (% ) 56.3 P ortugal 0% 54.7 20% 49.5 46.7 E U -G esam t N iederlande 45.9 G roß britannien 49.5 44.5 D änem ark S chw eden 44.3 Finnland Frankreich 43.5 Luxem burg 48.7 43.6 36.2 30.1 Irland D eutschland G riechenland 27.8 Erw artete A usw irkungen der G entechnik Wird die Bio- und Gentechnik in den kommenden 20 Jahren unser Leben verbessern, keinen Einfluss haben oder wird sie die Dinge verschlechtern? Einschätzungen der Bevölkerung in 15 europäischen Ländern Ö sterreich Abbildung 5.1: 53 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% Quelle: Biotech-Survey 1997 weiß nicht, k. A. teils/teils verschlechtern kein Effekt verbessern Werden diese Technologien Ihr Leben in den nächsten 20 Jahren verbessern, keine Auswirkungen haben, oder werden sie die Dinge verschlechtern? 100% Erwartete Auswirkungen verschiedener Technologien in der deutschen Bevölkerung 1997 S o la re om p C e ne r ut e m hn gi nd ru n ie ol og n tio om m un ik a Te le k st ec at io In fo r el W ng sc hu fo r t ra um c h ni k te en G Anteil der Nennungen (%) Abbildung 5.2: 54 55 Während bei all diesen Techniken die positiven Erwartungen deutlich gegenüber den negativen Erwartungen überwiegen, sieht dies bei der Gentechnik anders aus. Hier erwarten relativ mehr Menschen Verschlechterungen als Verbesserungen (36 % gegenüber 32 %). Die Gentechnik ist somit die einzige der hier aufgeführten Techniken bzw. Technikbereiche, die mit mehr negativen als mit positiven Erwartungen verbunden wird. Rund 20 % glauben, dass sie keine Auswirkungen haben wird. Diese kritische Bewertung der Gentechnik kann, wenn man die positive Beurteilung der anderen Technikbereiche sieht, sicher nicht auf eine allgemeine und undifferenzierte Technikfeindlichkeit zurückgeführt werden. Selbst die Informations- und Kommunikationstechnik, die noch in den 80er-Jahren skeptisch bewertet wurde, wird in ihren Auswirkungen mittlerweile positiv eingeschätzt und nur von einer kleinen Minderheit mit negativen Erwartungen verbunden (Hampel und Renn 1998). Weitere Ergebnisse dieser Befragung, die hier nicht im Detail dargestellt werden, zeigen, dass die Einschätzung der Gentechnik durch die Bevölkerung von einer hohen Unbestimmtheit und Ambivalenz geprägt ist. Dieses Einstellungsbild widerspricht fundamental dem Bild einer polarisierten Öffentlichkeit. Fragt man nämlich danach, ob die Bewertungen der Gentechnik eher vorsichtig oder ganz eindeutig erfolgen, indem man die Gentechnikbewertung anhand einer 5-Punkte-Skala differenziert, so zeigt sich, dass immerhin 20 % der Befragten unentschieden waren und keine Einschätzung zur Gentechnik abgeben konnten. Auch von denen, die sich für eine Bewertung der Gentechnik entscheiden konnten, teilten fast 40 % die Auffassung, die Gentechnik sei gleichermaßen gut und schlecht. Extreme Bewertungen (explizite Befürwortung oder explizite Ablehnung der Gentechnik) wurden nur von jeweils rund 6,5 % der Befragten gewählt. Jeweils etwas über 20 % entschieden sich für abgeschwächt positive bzw. abgeschwächt negative Urteile. Die Ambivalenz und Differenziertheit des Urteils kommen auch bei der Frage nach der Abwägung von Chancen und Risiken der Gentechnik insgesamt sowie bei der Bewertung ausgewählter Anwendungen der Gentechnik (Abb. 5.3) zum Ausdruck. Die höchste Zustimmung finden dabei – wie erwartet – medizinische Anwendungen der Gentechnik, wie z. B. Anwendungen der Gentechnik für Therapie von Zell- und Immunkrankheiten, die von insgesamt 70 % (38 % sehr gut, 32 % eher gut) befürwortet werden. Hier ist es nur eine vergleichsweise kleine Minderheit von 9 %, die sich ablehnend äußert. Kritischer reagieren die Befragten auf die so genannte "grüne Gentechnik", die Anwendung gentechnischer Methoden in der Landwirtschaft. Beim Einsatz der Gentechnik zur Veränderung der Widerstandskraft von Nutzpflanzen gegen Insekten oder Pflanzenkrankheiten überwiegt nur knapp die Zustimmung (insgesamt 36 % halten diese Anwendung für sehr gut oder für eher gut), allerdings lehnen auch fast ebenso viele diese Anwendung ab (33 % eher schlecht bzw. sehr schlecht). Extrem Genübertragung zwischen Tierarten, um landwirtschaftlichen Nutzen zu steigern Labortiere für die Arzneimittelforschung Krankheits- und Schädlingsresistenz von Nutzpflanzen 0% 10% 20% 40% 50% 60% 70% Anteil der Nennungen (%) 30% 80% 100% Quelle: Biotech-Survey 1997 90% keine abschließende Meinung beschäftigt mich nicht weiß nicht, k. A. sehr schlecht eher schlecht teils/teils eher gut sehr gut Wie beurteilen Sie den Einsatz der Gentechnik für folgende Anwendungen? Bewertung ausgewählter Anwendungen der Gentechnik in den Bereichen Medizin, Lebensmittel und Landwirtschaft durch Bürger in Deutschland 1997 Behandlung von Zell- und Immunkrankheiten beim Menschen Abbildung 5.3: 56 57 kritisch wird auch der Einsatz der Gentechnik im Lebensmittelbereich zur Veränderung von Geschmack, Haltbarkeit oder Aussehen von Lebensmitteln beurteilt. Nur 9 % beurteilen derartige Anwendungen positiv. Jeder Zweite (54 %) lehnt sie dagegen entschieden ab. Nimmt man noch die 22 % hinzu, die den Einsatz der Gentechnik im Lebensmittelbereich als "eher schlecht" beurteilen, lehnen drei von vier Befragten diese Anwendungen ab. Der Gentransfer zwischen Tierarten, um ihren landwirtschaftlichen Nutzen zu steigern, wird eindeutig am kritischsten bewertet. Auch der Einsatz gentechnischer Methoden zur Züchtung von Labortieren für die Pharmaforschung wird von fast jedem zweiten Befragten (43 %) entschieden abgelehnt. Hiermit zeigt sich, dass nicht alle Anwendungen der Gentechnik in der Medizin, der Pharmazie und der pharmazeutischen Forschung so positiv bewertet werden wie beispielsweise die Behandlung von Zell- und Immunkrankheiten beim Menschen (Hampel und Renn 1998). Insgesamt zeigt sich, dass wir es bei der Gentechnik mit sehr differenzierten Einstellungsmustern zu tun haben. Die Ambivalenz der Einstellung betrifft eher die Gentechnik insgesamt als einzelne Anwendungen, die überwiegend sehr entschieden entweder befürwortet oder abgelehnt werden. Auf der Basis dieser aktuellen Untersuchungen stellt sich das Bild über die Einstellungen der Bevölkerung gegenüber der Gentechnik folgendermaßen dar: • Das Bild einer generell technikfeindlichen deutschen Öffentlichkeit entspricht nicht den Tatsachen. • Auch das Bild einer stark polarisierten Öffentlichkeit, die "die Gentechnik" entweder pauschal ablehnt oder befürwortet, ist keineswegs zutreffend. Vielmehr ist die Bewertung der Gentechnik von einem hohen Maß an Ambivalenz und Unsicherheit sowie einer gewissen Skepsis dieser Technologie gegenüber gekennzeichnet. • Darüber hinaus ist festzustellen, dass einzelne Anwendungen der Gentechnik je nach ihrem Zweck äußerst differenziert bewertet werden. Die höchste Zustimmung finden dabei Anwendungen der Gentechnik im Bereich der Medizin und Pharmazie, die der Verbesserung der Diagnose und Therapie menschlicher Erkrankungen dienen. In stärkerem Maße werden Anwendungen der Gentechnik bei der Pflanzenzucht abgelehnt, in noch stärkerem Maße die gentechnische Veränderung von Lebensmitteln. Das größte Ausmaß an Ablehnung ist für Anwendungen der Gentechnik zu verzeichnen, bei denen landwirtschaftliche Nutztiere gentechnisch verändert werden sollen. 58 5.3 Welche Faktoren sind entscheidend für das Zustandekommen bestimmter Einstellungen gegenüber der Gentechnik? In der öffentlichen Diskussion wird häufig die These vertreten, dass die Ablehnung von Technik auf Wissensunterschiede zurückgeführt werden könne. Implizit ist darin die Auffassung vertreten, dass durch verstärkte Aufklärung und Information eine höhere Akzeptanz der betreffenden Technik erreicht werden kann. Im Rahmen des Biotech-Surveys wurden die Befragten nach der subjektiven Einschätzung ihres Wissens gefragt (Abb. 5.4). Der Selbsteinschätzung der Befragten zufolge ist das Wissensniveau eher dürftig. Nur 1,5 % der Befragten waren der Auffassung, sie seien sehr gut über Gentechnik informiert. 27 % glauben, dass sie eher gut Bescheid wissen. Der Löwenanteil von 62 % sieht sich eher schlecht informiert. Knapp 10 % der Befragten sind der Auffassung, nur wenig über Gentechnik zu wissen. Frauen schätzen ihr Wissen über Gentechnik schlechter ein als Männer: Sind rund 34 % der Männer der Auffassung, dass sie über Gentechnik gut Bescheid wissen, ist diese Selbsteinschätzung nur bei 24 % der Frauen zu finden. Altersunterschiede lassen sich dagegen nicht feststellen. Die Befragung zeigte auch, dass die Bewertung der Gentechnik nur in geringem Maße von der eigenen Einschätzung des Wissensniveau abhängt (Hampel und Renn 1998). Damit einher geht der empirische Befund, dass – entgegen der häufig vertretenen Auffassung – ein höherer Informiertheitsgrad keineswegs zu einer höheren Akzeptanz der Gentechnik führt, sondern zu einer differenzierteren Argumentation. Wie aus der Forschung zur Risikowahrnehmung bekannt ist, haben Kontrolle und Regulierung einen bedeutenden Einfluss auf die Bewertung von Risiken. Es wurde auch darauf hingewiesen, dass das, was oberflächlich wie eine Ablehnung von Technik aussieht, eigentlich ein Zeichen des Vertrauensverlustes in die sozialen Mechanismen sei, die die technische Entwicklung fördern, kontrollieren und leiten. Daher wurde untersucht, wie die Gentechnik in Hinsicht auf ihre soziale und rechtliche Einbindung beurteilt wird. Die rechtliche Regulierung der Gentechnik wird von einer breiten Mehrheit von 75 % für unzureichend gehalten (Abb. 5.5). Nur jeder Vierte hält die bestehenden Gesetze für ausreichend. Über 80 % glauben, dass die Einhaltung der vorhandenen Gesetze nicht streng genug überwacht wird. Die Skepsis gegenüber den Regulationsmöglichkeiten bezieht sich nicht nur auf die Wahrnehmung mangelnder Kontrolle, auch die Kontrollfähigkeit der Politik wird in Frage gestellt. Nur eine Minderheit von 30 % ist der Auffassung, dass man Gentechnik durch Gesetze überhaupt kontrollieren kann. Sicher sind sich dessen nur 5 %. Demgegenüber halten fast 70 % die Gentechnik für nicht kontrollierbar (Hampel und Renn 1998). Anteil der Nennungen (%) 0 10 20 30 40 50 60 70 Abbildung 5.4: sehr gut 1.5 eher gut 27 Kenntnisstand eher schlecht 62 weiß nicht/k. A. 0.1 Q uelle: Biotech-Survey 1997 beschäftigt m ich nicht 9.8 W ie gut w issen Sie über G entechnik Bescheid? Subjektive Einschätzung des eigenen Wissens über Gentechnik durch Bürger in Deutschland 1997 59 5.5 K ontrollierbarkeit der G entechnik durch G esetze 0% 2.2 G entechnikgesetze in D eutschland ausreichend? 21 10% 15 20% 25 40% 50% 48 60% 70% A nteil der N ennung en (% ) 30% 55 81 90% 0.5 100% 3 weiß nicht/k. A. ganz gewiss nicht eher nein eher ja ja, gew iss Q uelle: B iotech-S urvey 1997 80% 21 19 4.1 W as m einen S ie zu r K ontrolle bzw . K ontrollierbarkeit d er G entechnik d urch G esetze? Bewertung der Regulierung bzw. Regulierbarkeit der Gentechnik durch Gesetze durch Bürger in Deutschland 1997 Ü berw achung der E inhaltung der G esetze ausreichend? Abbildung 5.5: 60 61 Wie Abbildung 5.6 zu entnehmen ist, wird von den Befragten der ethischen Dimension bei der Bewertung der Gentechnik eine hohe Bedeutung beigemessen. Über 80 % sehen ethische Bedenken als wichtig an. Bei der Einschätzung der Bedeutung ethischer Bedenken unterscheiden sich Befürworter und Gegner der Gentechnik kaum (82 % der Befürworter und 85 % der Gegner halten ethische Bedenken für (sehr) wichtig). Unterschiede gibt es lediglich darin, dass Gegner eher (61 %) als Befürworter (49 %) ethische Bedenken für sehr wichtig halten. Betrachtet man den wahrgenommenen Einfluss von gesellschaftlichen Institutionen auf den Umgang unserer Gesellschaft mit Gentechnik (Abb. 5.7), erhalten wir ein mit den wahrgenommenen Kontrolldefiziten korrespondierendes Muster. Den Naturwissenschaften als Quelle und Motor der wissenschaftlichen Entwicklung wird hier der stärkste Einfluss zugeschrieben, gefolgt von Wirtschaftsunternehmen. Dagegen ist der vergleichsweise geringe Einfluss der Politik überraschend. Bundestag und Bundesregierung liegen gleichauf mit Verbrauchern und Verbraucherverbänden. Politische Institutionen auf der europäischen Ebene, die im Regulierungsprozess eine zunehmende Bedeutung erlangt haben, liegen hinsichtlich ihres wahrgenommenen Einflusses noch darunter. Presse, Funk und Fernsehen wird sogar ein stärkerer Einfluss zugeschrieben als den für die Regulierung zuständigen politischen Institutionen (Abb. 5.7, Hampel und Renn 1998). Vertrauensdefizite können wir nicht nur bei der Politik beobachten. Auch wissenschaftliche Experten sind davon betroffen. Es wurde bereits darauf hingewiesen, dass für die Bewertung einer Technik nicht nur die rechtliche Regulierung einer Technik bedeutsam ist, sondern auch das Vertrauen in diejenigen, die die Entwicklung fördern und leiten. Hier kommt wissenschaftlichen Experten eine große Bedeutung zu, da sie diejenigen sind, von denen die meisten Sachinformationen über die Gentechnik bereitgestellt werden. Wissenschaftliche Experten im Bereich der Gentechnik werden eher kritisch eingestuft (Abb. 5.8). Der Aussage, man könne dem Wissen von Gentechnikexperten vertrauen, da es sich meist als richtig herausstelle, stimmten nur 3 % der Befragten voll zu, 13 % stimmten dieser Aussage eher zu. 39 % der Befragten äußerten sich dagegen ablehnend. 22 % der Befragten stimmten der Aussage voll zu, dass Gentechnikexperten nicht wirklich unabhängig seien, sondern die Meinung dessen vertreten, der sie bezahle. Nur 20 % der Befragten lehnten diese Aussage ab. Dass Gentechnikexperten wegen ihres Wissens einen besonderen politischen Einfluss haben sollten, wird von 41 % der Befragten entschieden abgelehnt. Nur etwas über 3 % stimmten dieser Aussage voll zu. Dabei äußern sich Befragte mit höherer Ausbildung kritischer über Experten als Befragte mit einer niedrigeren Ausbildung. Dies entspricht dem Trend, dass mit zunehmender Bildung ein Trend weg von Pflicht und Akzeptanzwerten hin zu Selbstentfaltungswerten zu beobachten ist, zu dem auch das kritische Hinterfragen von Autoritäten gehört (Hampel und Renn 1998). Anteil der Nennungen (%) 0 10 20 30 40 50 60 Abbildung 5.6: s e h r w ic h t ig 53 e h e r u n w ic h t ig 14 3 .1 w e iß n ic h t / k . A . 1 .1 Q u e lle : B io t e c h - S u r v e y 1 9 9 7 v o llk o m m e n u n w ic h t ig W ic h t i g k e i t e t h i s c h e r B e d e n k e n e h e r w ic h t ig 30 W ie w ic h tig s in d e th is c h e B e d e n k e n fü r Ih r e p e r s ö n lic h e B e u r te ilu n g d e r G e n te c h n ik ? Wichtigkeit ethischer Aspekte für die Bewertung der Gentechnik durch Bürger in Deutschland 1997 62 0% Kirchen Deutsche Behörden Gerichte, Justiz Europäisches Parlament Kommission der EU Bundestag und Bundesregierung Verbraucher und Umweltverbände Presse, Funk und Fernsehen Multinationale Unternehmen Deutsche Unternehmen 20% 60% Anteil der Nennungen (%) 40% 80% 100% Wie stark beeinflussen folgende Institutionen den Umgang mit der Gentechnik in der Gesellschaft? sehr stark eher stark teils/teils eher gering sehr gering weiß nicht/k. A. Einschätzung des Einflusses ausgewählter Akteure auf den Umgang mit der Gentechnik in der Gesellschaft durch Bürger in Deutschland 1997 Die Naturwissenschaften Abbildung 5.7: 63 haben sich schon öfters geirrt; Vorsicht ist angebracht 0% sollten keinen besonderen Einfluss auf politische Entscheidungen haben sind nicht wirklich unabhängig sind für die Beurteilung ethischer Probleme nur unzureichend qualifiziert halten die Bevölkerung für unmündig haben vor allem das Gemeinwohl im Auge können auch ethische Aspekte besonders gut beurteilen beachten die Meinungen in der Bevölkerung kann man vertrauen; W issen ist meist richtig 40% 60% 80% Anteil der Nennungen (%) 20% weiß nicht/k. A. stimme überhaupt nicht zu noch keine abschließende Meinung beschäftigt mich nicht stimme eher nicht zu teils/teils stimme eher zu stimme voll zu Quelle: Biotech-Survey 1997 100% Wie beurteilen Sie Gentechnikexperten? Bewertung von Gentechnikexperten durch Bürger in Deutschland 1997 sollten politische Entscheidungen stark beeinflussen Abbildung 5.8: 64 65 Zusammenfassend lässt sich über das Zustandekommen von Einstellungen gegenüber der Gentechnik in der Bevölkerung Folgendes festhalten: • Der Kenntnisstand in der Bevölkerung über die Gentechnik und ihre Anwendungen ist gering. Eher überraschend ist das Ergebnis, dass nicht die Risikowahrnehmung für die Bewertung der Bio- und Gentechnik entscheidend ist, sondern die moralische Akzeptabilität und der wahrgenommene Nutzen. Damit erweist sich auch das weit verbreitete Bild einer deutschen Öffentlichkeit, die die Risiken moderner technologischer Entwicklungen akzentuiert, als nicht zutreffend. Die Risikowahrnehmung der Gentechnik spielt in Deutschland sogar eine geringere Rolle als im europäischen Durchschnitt. Auf der anderen Seite wird in Deutschland seltener als in anderen europäischen Ländern geglaubt, dass Biound Gentechnik wirklich nützlich ist. Gleichzeitig werden die ethischen Probleme der Bio- und Gentechnik stärker thematisiert als in den meisten anderen Ländern Europas (Hampel 1999). • Für Deutschland, aber auch für ganz Europa trifft zu, dass die soziale Einbindung der Bio- und Gentechnik auf erhebliche Vorbehalte trifft. Weder gilt die rechtliche Regulierung als ausreichend, noch genießen die Regulierungsinstitutionen Vertrauen. Damit entsteht in der Bevölkerung auch ein Gefühl, der Entwicklung "hilflos" ausgeliefert zu sein. • Hinzu kommt, dass die als "Macher" der Entwicklung der Gentechnik wahrgenommenen Institutionen aus Sicht der Bevölkerung die dort vorherrschenden Fragen, Bedenken und Bedürfnisse nur unzureichend aufgreifen. Dies zeigt sich auch darin, dass den Wissenschaftlern, den Gentechnikexperten, erhebliches Misstrauen entgegenschlägt. 5.4 Anforderungen an eine Kommunikation über Gentechnik Will man aus den bisher dargelegten Forschungsergebnissen Anforderungen an eine adäquate Kommunikation über Gentechnik ableiten, so müssen zunächst einmal die Ziele dieser Kommunikation geklärt werden. Aus unserer Sicht sollte sich eine Kommunikation über Gentechnik am Leitbild des "mündigen Bürgers" orientieren. Dies bedeutet, dass seine Informationsbedürfnisse, seine Bedenken und Befürchtungen ernst genommen und seine Anliegen als berechtigt in die Debatte einbezogen werden. Zudem sollte die Kommunikation nicht indoktrinierend in dem Sinne sein, dass am Ende eine bestimmte Bewertung ausgewählter gentechnischer Anwendungen als "richtig" anerkannt wird – Ziel einer solchen Kommunikation sollte es daher nicht sein, Akzeptanz zu schaffen. Vielmehr sollte die Kommunikation über Gentechnik darauf abzielen, den "mündigen Bürger" darin zu unterstützen, sich ein eigenes, allerdings auf Wissen, nicht auf Gefühl gegründetes, informiertes Urteil zu bilden. 66 Geeignete Maßnahmen können die Vermittlung relevanten Wissens, die Unterstützung bei der Bildung eines eigenen informierten Urteils sowie die Einräumung von Möglichkeiten zur kompetenten politischen Mitgestaltung des gesellschaftlichen Umgang mit der Gentechnik sein. Insbesondere die ersten beiden Punkte sind auch für die schulische Behandlung von Gentechnikthemen relevant. Der letzte Punkt betrifft hingegen eher andere Akteure und umfasst beispielsweise partizipative Verfahren für eine stärkere Involvierung der Öffentlichkeit (z. B. durch Bürgerforen und Konsensuskonferenzen, Runde Tische) oder eine Kennzeichnungspflicht für gentechnisch veränderte Lebensmittel mit dem Ziel der Wahrung der Konsumentensouveränität. Wenn wesentliche Ziele der Kommunikation die Vermittlung von Wissen und die Unterstützung einer eigenständigen Urteilsbildung sind, so ist bei der Umsetzung in Kommunikationsmaßnahmen einerseits die "Inhaltsebene", zum anderen die Art und Weise der Kommunikation, die "Beziehungsebene", relevant. Auf der "Inhaltsebene" von Kommunikation geht es darum, welche Themen wie zum Gegenstand der Kommunikation werden. Für die Inhaltsebene zeigen die hier dargestellten Forschungsergebnisse, dass sich die gesellschaftliche Auseinandersetzung über das Für und Wider der Gentechnik nicht nur auf eine Risikodiskussion reduzieren lässt, bei der wissenschaftlich-technische Argumente im Vordergrund stehen. Vielmehr handelt es sich dabei um Diskussionen über gesellschaftliche Ziele, bei denen es letztendlich um die Frage geht, wie wir in Zukunft leben wollen. Wie die Zukunft aussehen wird, ist abhängig von Entscheidungen, bei denen aus der Vielzahl an potentiellen Entwicklungspfaden bestimmte Entwicklungen ausgewählt werden. Dabei handelt es sich um Entscheidungen, bei denen die Werte und Ziele der Entscheider als Kriterien zugrunde gelegt werden. Probleme, die aus kontroversen Positionen entstehen, lassen sich daher weder technisch noch naturwissenschaftlich auflösen. Sie erfordern vielmehr eine explizite Berücksichtigung des Wertbezugs, der zu unterschiedlichen Wahrnehmungen und Bewertungen der Gentechnik führt. Sind unterschiedliche Risikowahrnehmungen und Bewertungen Resultat unterschiedlicher Werte oder gesellschaftspolitischer Ziele, kann die so entstehende Diskrepanz auch nur auf der Wert- oder Zielebene aufgelöst werden. Diskussionen über Technik, die diesen Hintergrund nicht reflektieren, werden den durch sie aufgeworfenen Problemen nicht gerecht (Hampel 1997). Dies bedeutet konkret für die Inhaltsebene: Bei der Diskussion über die Gentechnik gilt es zu beachten, dass das, was Wissenschaftler und Experten gern vermitteln möchten, mit dem, was Laien interessiert, oftmals nicht übereinstimmt (vgl. auch Abb. 5.7 und 5.8). So reicht es z. B. nicht aus zu erklären, welche wissenschaftliche Fragestellung man verfolgt hat, wie man vorgegangen ist und was herausgekommen 67 ist. Die Erklärung muss vielmehr auch deutlich machen, welcher Sinn hinter der Forschung steckt (Peters 1999). Dies kann beispielsweise anhand folgender Leitfragen geschehen: • Warum ist das eine wichtige Fragestellung? • Welche Motive, Ziele und Interessen stecken dahinter? • Werden die Problemstellung, die Technik bzw. das Verfahren, Vorteile und Zielsetzungen, Nachteile und Risiken, offene Fragen, mögliche Folgewirkungen und alternative Lösungsansätze des Problems dargestellt? • Gibt es Anknüpfungspunkte in der Erfahrungswelt des Alltags? • Wie ist das Erforschte zu bewerten? • Gibt es praktische Konsequenzen, die aus der Forschung folgen? • Werden Überblickswissen, Hintergründe und eine Entscheidungsunterstützung vermittelt? • Wie verständlich ist der Experte bzw. die Quelle? Umgekehrt sollte sich der Empfänger dieser Informationen anhand der oben genannten Leitfragen darin üben, die Informationsquellen und Experten anhand ihrer "Nützlichkeit" für sein Informationsbedürfnis zu beurteilen. Darüber hinaus ist die "Beziehungsebene" relevant. Unter der Beziehungsebene versteht man die soziale Beziehung der Kommunikationspartner untereinander, also beispielsweise, ob sie gleichberechtigt sind oder ein hierarchischer Unterschied zwischen ihnen besteht. Die Kommunikationssituation in der Gentechnik ist bisher häufig durch ein "Dozent-Student-Verhältnis" gekennzeichnet, also eine Situation, die durch eine auf der Wissensdifferenz beruhenden Ungleichheit der Kommunikationspartner charakterisiert ist. Sie ist auch fokussiert auf den Wissenstransfer, also letztlich Einwegkommunikation vom Wissenden zum Unwissenden. In so kontroversen Themen wie der Diskussion über die Gentechnik wird eine solche Kommunikationsform aber nicht selten empört als "technokratischer Expertenpaternalismus" abgelehnt (Peters 1999). Zudem wird man sich häufig Quellen und Experten gegenübersehen, deren Glaubwürdigkeit begrenzt ist. Dies ist jedoch kein Sonderfall der Gentechnik, sondern der Regelfall in unserem Alltagsleben. Dem entsprechend haben wir Strategien entwickelt, damit umzugehen und herauszufinden, wie es um die Bereitschaft und Fähigkeit des Experten bestellt ist, ausreichende und verlässliche Auskünfte zu geben. Hierzu gehört • kritische Fragen zu stellen, • alternative Informationsquellen oder "Gegenexperten" heranzuziehen, 68 • unsere bisherigen Erfahrungen mit gerade dieser Informationsquelle heranzuziehen, • zu prüfen, ob Nachteile und Unsicherheiten verschwiegen werden, • zu prüfen, ob anders Denkende diskreditiert werden, • zu prüfen, ob die Informationen mit Überheblichkeit vermittelt werden, • ob leichtfertige Aussagen gemacht werden, • ob Kritik aufgegriffen und kompetent darauf eingegangen wird. 5.5 Zitierte Literatur European Commission, Directorate General XII, Science, Research and Development, Biotechnology (Publisher): European Opinions on Modern Biotechnology. Eurobarometer 46.1. Luxemburg: Office for Official Publications of the European Communities, 1997 Hampel, J. (1997): Verbraucherakzeptanz der Gentechnik. S. 142-163. In: Deutsche Landjugendakademie Fredeburg e. V. (Hrsg.): Gentechnik – Fortschritt für die Landwirtschaft? Wittenschlick, Bonn: Verlag M. Wehle Hampel, J., Keck, E., Peters, H.-P., Zenning, U., Renn, O., Ruhrmann, G., Schenk, M., Schütz, H., Sonje, D., Stegat, B., Urban, D., Wiedemann, P. M., Zwick; M. M. (1997): Einstellungen zur Gentechnik. Tabellenband zum Biotech-Survey des Forschungsverbunds "Chancen und Risiken der Gentechnik aus der Sicht der Öffentlichkeit". Arbeitsbericht Nr. 97. Stuttgart: Akademie für Technikfolgenabschätzung in Baden-Württemberg 1997 Hampel, J. (1999): Einstellungen zur Bio- und Gentechnik: Deutschland im europäischen Kontext. TA-Informationen 2/99, 16-17 Hampel, J., Renn, O. (Hrsg.): Chancen und Risiken der Gentechnik aus Sicht der Öffentlichkeit. Kurzfassung der Ergebnisse des Verbundprojekts. Akademie für Technikfolgenabschätzung, Mai 1998, Stuttgart. Die zugehörige PDFDatei (ca. 144 K) kann aus dem Internet heruntergeladen werden: http://www.afta-bw.de/publikationen.html Peters, H.-P. (1999): Gentechnikexperten und Öffentlichkeit: Faktoren erfolgreicher Kommunikation. Bioworld 5/99, 38-41 69 5.6 Weiterführende Literatur European Commission (1998): Cultural and social attitudes to biotechnology: analysis of the arguments, with special reference to the views of young people. Luxembourg: Office for Offical Publications of the European Communities, 1998 (ISBN 92-828-4570-2) Hampel, J., Renn, O.: Gentechnik in der Öffentlichkeit. Wahrnehmung und Bewertung einer umstrittenen Technologie. Frankfurt/Main; New York: Campus Verlag 1999 (ISBN 3-593-36348-8) Hennen, L. (1997): Monitoring "Technikakzeptanz und Kontroversen über Technik". Ambivalenz und Widersprüche: Die Einstellung der deutschen Bevölkerung zur Technik. Ergebnisse einer repräsentativen Umfrage des TAB. Arbeitsbericht Nr. 54. Bonn: Büro für Technikfolgen-Abschätzung beim Deutschen Bundestag, Dezember 1997 Keck, G.: Einstellungen zur Gentechnik bei Schülerinnen und Schülern. AfTA-Arbeitsbericht Nr. 108. Stuttgart: Akademie für Technikfolgenabschätzung Mai 1998 (ISBN 3-932013-34-4) Kliment, T., Renn, O., Hampel, J.: Chancen und Risiken der Gentechnologie aus der Sicht der Bevölkerung. AfTA-Arbeitsbericht Nr. 29. Stuttgart: Akademie für Technikfolgenabschätzung Oktober 1994 (ISBN 3-930241-30-7) Ollig, W., Ries, K. (1995): Akzeptanzprobleme der Gentechnologie in Deutschland. Analyse der Gentechnologiedebatte und Gestaltungsperspektiven für die Unternehmenspraxis. Arbeiten zur Risiko-Kommunikation, Heft 54. Jülich: Programmgruppe Mensch, Umwelt, Technik (MUT), November 1995 Peters, H.-P. (1999): Rezeption und Wirkung der Gentechnikberichterstattung. Kognitive Reaktionen und Einstellungsänderungen. Arbeiten zur Risikokommunikation, Heft 71. Jülich: Programmgruppe Mensch, Umwelt, Technik (MUT) 1999; als pdf-file aus dem Internet herunterladbar unter http://www.fz-juelich.de/mut/hefte/heft_71.pdf Renn, O., Zwick, M. M.: Risiko- und Technikakzeptanz. Springer-Verlag Berlin, Heidelberg, New York o.J. 1997 (ISBN 3-540-63596-3) Ruhrmann, G., Kohring, M., Görke, A. (1997): Internationale Medienberichterstattung über Gentechnik – eine Inhaltsanalyse meinungsführender Zeitschriften. Arbeitspapier 03/97. Duisburg: Rhein-Ruhr-Institut für Sozialforschung und Politikberatung e. V. (RISP), September 1997 (ISSN 0947-0190) 70 Schallies, M., Wachlin, K.D. (Hrsg.): Biotechnologie und Gentechnik – Neue Technologien verstehen und beurteilen. Springer-Verlag Berlin, Heidelberg, New York 1999 (ISBN 3-540-65140-3) Schallies, M., Wellensiek, A. (1995): Biotechnologie/Gentechnik. Implikationen für das Bildungswesen. Arbeitsbericht Nr. 46. Stuttgart: Akademie für Technikfolgenabschätzung in Baden-Württemberg, Juli 1995 Schenk, M., Sonje, D.: Journalisten und Gentechnik. München: Verlag Reinhard Fischer 1998 (ISBN 3-88927-224-X) Zwick, M. M.: Perception and Attitudes towards Risks and Hazards of Genetic Engineering within the German Public. AfTA-Arbeitsbericht Nr. 105. Stuttgart: Akademie für Technikfolgenabschätzung April 1998 (ISBN 3-932013-31-X) Zwick, M. M.: Wertorientierungen und Technikeinstellungen im Prozess gesellschaftlicher Modernisierung. Das Beispiel der Gentechnik. Abschlussbericht. AfTA-Arbeitsbericht Nr. 106. Stuttgart: Akademie für Technikfolgenabschätzung Juli 1998 (ISBN 3-932013-32-8) 71 6. Gene Pharming Dr. Bärbel Hüsing, Fraunhofer-Institut für Systemtechnik und Innovationsforschung, Karlsruhe 6.1 Definition, Prinzip und Zielsetzung des Gene Pharming Unter Gene Pharming versteht man die gentechnische Veränderung von landwirtschaftlichen Nutztieren und Nutzpflanzen mit dem Ziel, in diesen Nutztieren und – pflanzen pharmazeutische Wirkstoffe zu produzieren (Daniell et al. 2001; Yang et al. 2000). In diesem Kapitel steht die Produktion pharmazeutischer Wirkstoffe in der Milchdrüse transgener Tiere im Mittelpunkt2. Durch die gentechnische Veränderung werden die Nutztiere quasi zu einem "Bioreaktor" zur Produktion pharmazeutischer Wirkstoffe gemacht (Houdebine 2000; Wall 1999; Rudolph 1999; Pollock et al. 1999). Abbildung 6.1 zeigt das Prinzip: Durch Übertragung menschlicher Gene werden transgene Nutztiere hergestellt, die in ihrer Milch menschliche Proteine produzieren. Aus der Milch können diese Proteine durch Aufreinigung gewonnen und als Pharmawirkstoff in die Medikamentenherstellung eingesetzt werden. Gene Pharming verfolgt das Ziel, menschliche, körpereigene Wirkstoffe, meist Proteine, für die Behandlung verschiedenster Krankheiten bereitzustellen. Bestimmte Krankheiten können durch die Verfügbarkeit dieser Wirkstoffe überhaupt erstmals behandelbar werden. Außerdem wird angenommen, dass diese körpereigenen Wirkstoffe eine hohe biologische Wirksamkeit und Spezifität bei geringen Nebenwirkungen aufweisen und damit im Vergleich zu chemisch-synthetischen pharmazeutischen Wirkstoffen vorteilhaft sein können. 2 Als weitere tierliche Produktionssysteme neben Milch kommen Blut, Urin, Eiweiß (von Eiern) und andere in Betracht (Houdebine 2000, S. 306-308), die sich jedoch weitgehend im Stadium der Grundlagenforschung befinden und daher hier nicht näher behandelt werden. 72 Abbildung 6.1: Prinzip des Gene Pharming bei transgenen Nutztieren Quelle: VCI; www.biologe.de/Nuetzliches/ FCI-CD/bilder-jpg.html 6.2 Vor- und Nachteile des Gene Pharming im Vergleich mit Alternativen Grundsätzlich bestehen mehrere Möglichkeiten, menschliche therapeutische Wirkstoffe zu gewinnen. Dies sind • Isolierung, Aufkonzentrierung und Reinigung aus menschlichem Zellmaterial, z. B. Blut, • Fermentative Herstellung mit gentechnisch veränderten Mikroorganismen (Bakterien, Hefe, Pilze) oder gentechnisch veränderten Säugerzellkulturen, • Herstellung in der Milchdrüse transgener Nutztiere. Jede dieser Optionen weist spezifische Vor- und Nachteile auf, die in Tabelle 6.1 zusammengefasst sind und im Folgenden näher erläutert werden. 73 Tabelle 6.1: Vor- und Nachteile verschiedener Alternativen zur Herstellung menschlicher therapeutischer Wirkstoffe + + + +++ +++ + GMO/ Zellkultur -/+? ++ ++ ++ ++ ++ Transgene Tiere +? +++ +++ + + +++ - + +++ ++ ++ + + +? + - +++ ++ +++ +? + ++ + + + ++ +? + +++ +++ Kriterium/Quelle Mensch Protein humanidentisch Gewinnung ausreichender Mengen Konzentration im Ausgangsmaterial Erforderliche Menge Ausgangsmaterial Aufarbeitungsaufwand Erschließung neuer Märkte Aufwand der Herstellung des Produktionsorganismus Anlageninvestitionskosten Betriebskosten Standardisierung des Ausgangsmaterials Infektionen Verunreinigungen Neuheitsgrad bezüglich Zulassung Beeinflussung des Produktionsorganismus Vor der Entwicklung der Gentechnik bestand ausschließlich die Möglichkeit, menschliche Wirkstoffe aus menschlichem Gewebe zu isolieren, so z. B. Blutgerinnungsfaktoren, Wachstumshormone. Nachteilig ist aber, dass die betreffenden Wirkstoffe meist in äußerst geringen Konzentrationen vorkommen, so dass ihre Isolierung, Aufkonzentrierung und Aufreinigung sehr aufwändig ist, große Mengen an menschlichem Ausgangsmaterial erfordert und zudem, trotz entsprechender Sicherheit- und Qualitätssicherungsmaßnahmen, eine Kontamination mit Krankheitserregern (z. B. HIV, Hepatitis-Erregern o. ä. bei Gewinnung aus Blut) nicht vollständig auszuschließen ist. Als Alternative bietet sich die fermentative Herstellung in Mikroorganismen an, denen mit Hilfe der Gentechnik die Anweisung zur Produktion des menschlichen Wirkstoffes eingebaut wird. Vorteile dieses Verfahrens liegen darin, dass die erforderlichen gentechnischen Methoden, die Fermentations- und die Verfahrenstechnik zur Aufarbeitung gut etabliert sind und daher entsprechende Produktionsverfahren relativ schnell entwickelt werden können. Zudem kann der Produktionsorganismus und das Herstellungsverfahren des Wirkstoffes weitgehend standardisiert werden, was der Produktions- und Produktsicherheit dient. Weil mit dieser Art der Wirkstoffproduktion schon umfangreiche Erfahrungen vorliegen, ist auch das erforderliche Zulassungsverfahren durch die zuständigen Behörden (z. B. EMEA in Europa, FDA in den USA) gut etabliert, so dass für die Antragsteller gut vorhersehbar ist, welche Zulassungsvoraussetzungen ihr Produkt wird erfüllen müssen, um die Zu- 74 lassung zu erhalten. Nachteilig ist, dass in Bakterien meist nur relativ kleine, einfach gebaute Proteine hergestellt werden können, da diesen Organismen in der Regel die Fähigkeit fehlt, komplexere Proteine korrekt zu falten und posttranslationale Modifikationen (z. B. Spleißen, Glykosilierungen) vorzunehmen, die für die biologische Wirksamkeit der Proteine aber essenziell sind. In diesen Fällen kann die fermentative Herstellung in gentechnisch veränderten Säugerzellkulturen eine Lösungsmöglichkeit darstellen, da Säugerzellen eher als Mikroorganismen zu diesen posttranslationalen Modifikationen befähigt sind. Die erforderliche Kulturtechnik ist für Säugerzellkulturen aber sehr viel komplexer, schwieriger, aufwändiger und teurer als für Mikroorganismen. Im Vergleich zu den eben beschriebenen Optionen wird das Gene Pharming als eine Alternative gesehen, die sich durch folgende prinzipielle Vorteile auszeichnet: • Transgene Säugetiere dürften in weit größerem Maße als Mikroorganismen oder Säuger-Zellkulturen zu posttranslationalen Modifikationen befähigt sein, so dass die Wahrscheinlichkeit, ein tatsächlich im Menschen biologisch wirksames Protein produzieren zu können, in diesen Organismen höher sein dürfte als in den oben geschilderten Alternativen. • Modellberechnungen ergaben, dass für die Deckung des Weltjahresbedarfs ausgewählter menschlicher Proteinwirkstoffe wenige bis wenige tausend transgene Tiere ausreichen (s. Tab. 6.2), weil mit diesen Tieren sehr viel höhere Produktkonzentrationen erreichbar sind als mit fermentativen Verfahren. Dies verringert auch den Aufwand und die Kosten für die Aufarbeitung des Wirkstoffes. Sind gute transgene Produzententiere erst einmal hergestellt, können sie sich selbst reproduzieren. Die Kosten ihrer Haltung werden als vergleichsweise gering eingeschätzt. • Da die transgenen Tiere den Wirkstoff in ihrer Milchdrüse produzieren, kann die wirkstoffhaltige Milch durch einfaches Melken gewonnen und weiter aufgearbeitet werden. Somit handelt es sich um ein nicht-invasives Verfahren, das das transgene Tier nicht weiter belastet. • Transgene Tiere erscheinen prinzipiell dazu geeignet, zum einen sehr hochpreisige Wirkstoffe zu produzieren, die nur in geringen Mengen benötigt werden und bei denen die Herstellungskosten eine untergeordnete Rolle spielen. Zum anderen könnten auf diese Weise auch große Mengen preiswerterer Substanzen (z. B. menschliches Albumin) hergestellt werden. Damit eröffnen sie die Möglichkeit, weitere Märkte zu erschließen, die mit Mikroorganismen oder Säugerzellkulturen nicht erschließbar erscheinen (Wall 1999, S. 250). Der mittelfristig erschließbare Weltmarkt für therapeutische Wirkstoffe, die mit Hilfe transgener Tiere gewonnen werden, wird auf mehr als 4 Mrd. US-$/Jahr geschätzt (Tab. 6.2; Wall 1999; S. 245). Weltmarkt (Mio. $/a) 870 147 200 1.988 1.121 Kaninchen 144 10.111 48.148 3,6 Mio. 152 Mio. Erforderliche Herdengröße Schaf Ziege 1 1 91 57 433 271 32.500 20.313 1,4 Mio. 853.125 Quelle: Eigene Zusammenstellung mit Daten aus Wall 1999, Pollock et al. 1999 Zu Grunde liegende Annahmen: Milchleistung (L/Jahr): Kaninchen 4,5; Schaf 500; Ziege 800; Kuh 8000 Konzentration des rekombinanten Proteins in der Milch 1g/L; Reinigungsausbeute 60 %; 70 % der Herde geben nutzbare Milch Faktor VIII Antithrombin III monoklonaler Antikörper α-1-Antitrypsin menschliches Serumalbumin Weltjahresbedarf Preis (kg) ($/kg) 0,3 2.900 Mio. 21 7 Mio. 100 2 Mio. 7.500 265.000 315.000 3.560 Rind 1 6 27 2.031 85.313 Modellberechnungen zur Ermittlung der Herdengröße transgener Tiere, die erforderlich wären, um den Weltjahresbedarf an ausgewählten menschlichen Pharmawirkstoffen zu decken Wirkstoff Tabelle 6.2: 75 76 6.3 Stand von Wissenschaft und Technik beim Gene Pharming Mehr als dreißig verschiedene menschliche Proteine sind mittlerweile in der Milchdrüse transgener Tiere exprimiert worden. Hierzu zählen z. B. α-1-Antitrypsin, αGlucosidase, α-Lactalbumin, α-S1-Casein, verschiedene Antikörper, Antithrombin III, β-Casein, β-Interferon, β-Lactoglobulin, γ-Interferon, κ-Casein, CFTR, EPO, Faktor VIII, Faktor IX, Fibrinogen, Wachstumshormone, Interleukin-2, Lactoferrin, Lysozym, Protein C, Serumalbumin, Superoxid-Dismutase, t-PA, Urokinase und andere (Wall 1999, S. 247). Für derartige gentechnische Veränderungen werden mindestens sechs verschiedene Tierarten eingesetzt, nämlich Maus, Kaninchen, Schwein, Ziege, Schaf und Rind. Obwohl die Herstellung von mehr als dreißig verschiedenen menschlichen Proteinen in transgenen Tieren angestrebt wurde, ist bisher noch kein einziger Wirkstoff aus transgenen Tieren als Pharmawirkstoff zugelassen und auf dem Markt. Daher ist ein Großteil der oben genannten Vorhaben als Forschungsvorhaben einzustufen. Bislang wurden erst für drei menschliche Wirkstoffe klinische Prüfungen, d. h. experimentelle Untersuchungen an freiwilligen Patienten, durchgeführt (s. Tabelle 6.3), die in drei Phasen erfolgreich durchlaufen werden müssen, ehe der Wirkstoff durch die zuständigen Behörden für die kommerzielle Vermarktung zugelassen werden kann. Das Vorhaben, α-Glucosidase zur Therapie der Pompe'schen Krankheit in transgenen Kaninchen herzustellen, wurde jedoch nach Abschluss der Phase II der klinischen Prüfung (Van den Hout et al. 2000) zu Gunsten der Wirkstoffherstellung in Säugerzellkulturen eingestellt. Tabelle 6.3: Wirkstoffe aus transgenen Tieren in der klinischen Prüfung Menschliches Protein Transgenes Erreichtes Stadium der Tier klinischen Prüfung Antithrombin III Geplante Anwendung bei Krankheit Cystische Fibrose, Lungenemphysem Blutgerinnsel α-Glucosidase Pompe'sche Krankheit Kaninchen α-1-Antitrypsin Schaf Phase II Ziege Phase III Phase II (Projekt aufgegeben) Stand: 2001 Forschungsarbeiten mit transgenen Nutztieren für das Gene Pharming wird in Deutschland vor allem am Institut für Tierzucht und Tierverhalten in Mariensee bei 77 Hannover sowie am Lehrstuhl für Molekulare Tierzucht und Haustiergenetik am Genzentrum der Universität München durchgeführt. Im Bereich der Wirtschaft wird die Entwicklung vor allem von "typischen Biotechnologiefirmen", also vergleichsweise kleinen, jungen, technologieorientierten Unternehmen vorangetrieben, die zur Finanzierung ihrer aufwändigen Forschungsarbeiten und zur Durchführung der klinischen Prüfungen strategische Allianzen mit großen Pharmakonzernen eingehen. Weltweit dürften etwa 20 solcher kleineren Firmen zu den führenden Akteuren zählen; die bekanntesten sind PPL Therapeutics in Schottland, Pharming in den Niederlanden3 sowie Genzyme Transgenics in den USA. Wie in anderen technologieorientierten Biotechnologiefirmen kommt auch beim Gene Pharming der Patentierung des firmeneigenen Know-hows eine große Bedeutung zu. 6.4 Wissenschaftlich-wirtschaftliche Problembereiche des Gene Pharming Um die in Abschnitt 6.2 skizzierten komparativen Vorteile des Gene Pharming tatsächlich realisieren zu können und konkurrenzfähige, sichere Pharmawirkstoffe auf den Markt bringen zu können, müssen Lösungen für mindestens drei wissenschaftlich-wirtschaftliche Problembereiche des Gene Pharming gefunden werden. Diese Problembereiche sind • Herstellung einer Herde von transgenen Tieren, die für die Produktion des Pharmawirkstoffs geeignet ist, • Anforderungen an das Produkt und den Prozess, um ein wirksames und sicheres Medikament auf den Markt bringen zu können, • "Zeit ist Geld" – Verkürzung des Prozesses der Forschung und Entwicklung (FuE). Im Folgenden sollen diese drei Problembereiche näher beschrieben und Optionen zur Lösung dieser Probleme skizziert werden. Abschließend wird vor diesem Hintergrund diskutiert, inwieweit das Gene Pharming die in Abschnitt 6.2 skizzierten Erwartungen derzeit bereits erfüllen kann bzw. in absehbarer Zukunft wird erfüllen können. 3 Pharming BV befindet sich jedoch seit August 2001 im Konkursverfahren. 78 6.4.1 Herstellung einer Herde von transgenen Tieren für die Produktion Wie in Tabelle 6.2 dargestellt, könnte der Weltjahresbedarf bestimmter menschlicher Proteine, wie z. B. der an der Blutgerinnung beteiligten Proteine Antithrombin III oder Faktor VIII bereits mit wenigen transgenen Tieren gedeckt werden. Transgene Tiere, die für eine solche Produktionsherde geeignet sind, müssen jedoch folgende Voraussetzungen erfüllen: • Das Gen für das betreffende menschliche Protein muss in das tierliche Genom stabil integriert sein. • Das Gen für das betreffende menschliche Protein muss stabil exprimiert werden, und zwar spezifisch in der Milchdrüse. • Das menschliche Protein muss in möglichst hoher Konzentration in der Milch vorliegen, um eine effiziente Isolierung und Aufreinigung zu ermöglichen. • Diese drei Eigenschaften müssen an die Nachkommen weitervererbt werden. • Da das menschliche Protein aus der Milch gewonnen wird, muss die Produktionsherde aus weiblichen Tieren bestehen. Es werden insgesamt also deutlich mehr weibliche transgene Tiere benötigt als männliche transgene Tiere. • Die transgenen Tiere dürfen durch das Fremdgen bzw. die Expression des Fremdgens nicht erheblich beeinträchtigt werden. Wie in Kapitel 4.5 dargestellt, ist die Technik des Gentransfers durch Mikroinjektion nicht ausgereift. Es bestehen daher erhebliche Schwierigkeiten, die oben genannten Voraussetzungen zu erfüllen. Schwierigkeiten liegen vor allem darin, dass • in der Foundergeneration nur ein geringer Prozentsatz der Tiere überhaupt transgen ist (vgl. Tab. 4.4), • die Höhe der Expression des Fremdgens nicht vorhergesagt werden kann und in jedem transgenen Tier individuell verschieden sein kann, • das Fremdgen und die Fähigkeit zur Expression des Fremdgens in bestimmter Höhe nicht stabil an Nachkommen weitervererbt wird, • trotz Verwendung gewebespezifischer Promotoren im transferierten Genkonstrukt, die eine spezifische Genexpression in der Milchdrüse gewährleisten sollen, dennoch eine unerwünschte "Sickerexpression" in anderen Geweben auftreten kann. Exemplarisch lässt sich dies an dem Versuch erläutern, transgene Schafe herzustellen, die das menschliche Protein α-1-Antitrypsin (AAT) in ihrer Milch produzieren. Von insgesamt 112 Schafen, die nach der Mikroinjektionsprozedur letztlich geboren wurden, waren nur fünf transgen. Vier der transgenen Tiere waren weiblich. Sie produzierten AAT in ihrer Milch, jedoch in von Individuum zu Individuum sehr 79 unterschiedlichen Konzentrationen, die von weniger als 1 g AAT/l Milch bis hin zu mehr als 30 g/l reichten. Bei dem Schaf Tracy, das mehr als 30 g AAT/l in seiner Milch produzierte, waren somit etwa 50 % der Proteine in ihrer Milch menschliches AAT. Versuche, Tracy als Foundertier für den Aufbau einer effizient AAT produzierenden Herde zu verwenden, schlugen jedoch fehl, da die Fähigkeit zur AATÜberproduktion an die Nachkommen nicht stabil weitervererbt wurde. Auch die anderen vier weiblichen Tiere erwiesen sich als nicht geeignet. Letztlich konnte nur das eine männliche transgene Foundertier für den Aufbau einer Herde verwendet werden. Es konnten weibliche Nachkommen von diesem männlichen Schaf gezüchtet werden, die AAT-Konzentrationen in ihrer Milch von 13-18 g/l erzielten. Inzwischen wurde eine Produktionsherde aus etwa 600 "Enkelinnen" (G2-Generation) dieses männlichen Foundertiers aufgebaut (Colman 1999, S.168). Zur Verringerung dieser Schwierigkeiten wird vor allem daran gearbeitet, eine höhere Ausbeute an transgenen Tieren zu erzielen, die zudem das bevorzugte Geschlecht aufweisen. Mögliche Maßnahmen zur Erreichung dieser Ziele sind (s. auch Kap. 4 und Tab. 6.4): • die Durchführung gendiagnostischer Frühtests an Präimplantationsembryonen (Präimplantationsdiagnostik), um nur diejenigen Embryonen in Ammentiere zu implantieren, die das Fremdgen überhaupt aufgenommen haben und das gewünschte Geschlecht aufweisen, • die Verwendung anderer Gentransfermethoden als die Mikroinjektion (z. B. der Gentransfer in Stammzellen bzw. der Gentransfer in Zellkulturen, Selektion auf das Transgen und anschließendes Klonen dieser selektierten Zellen durch somatischen Kerntransfer). 6.4.2 Pharmawirkstoffe aus der Milch transgener Tiere – Anforderungen an Produkt und Prozess Generell müssen Pharmawirkstoffe die folgenden Anforderungen erfüllen: • Biologische Wirksamkeit im Menschen, • Möglichst keine Nebenwirkungen bzw. nur Nebenwirkungen, die in einem angemessenen Verhältnis zum angestrebten therapeutischen Nutzen für den Patienten stehen, • Keine Verunreinigungen, die Vergiftungen, Immunreaktionen (z. B. Entzündungen, Allergien) oder Infektionen im Patienten verursachen, • Einheitliche, gleichbleibende Qualität und Wirksamkeit, • Überprüfbarkeit und Reproduzierbarkeit des Herstellprozesses und der relevanten Eigenschaften des Wirkstoffes. 80 Für menschliche Proteine, die in der Milch transgener Nutztiere hergestellt werden sollen, sind die oben genannten Kriterien relevant geworden, seit erste vorklinische Prüfungen an Versuchstieren sowie erste klinische Prüfungen an Patienten (vgl. Tab. 6.3) durchgeführt werden. Es kann nicht vollständig ausgeschlossen werden, dass die exakte räumliche Struktur des menschlichen Proteins, wenn es in der Milchdrüse eines transgenen Tiers produziert wird, von derjenigen abweicht, die bei Synthese im menschlichen Körper vorläge. Inwieweit aber mögliche Abweichungen in Faltung, Prozessierung oder posttranslationaler Modifikation des Proteins tatsächlich klinische Relevanz haben und die biologische Wirksamkeit des Proteins beeinflussen, muss in jedem Einzelfall geprüft und beurteilt werden (Ammann und Vogel 2000, S. 28-29). Kontaminationen des Proteins mit toxischen, entzündungsauslösenden oder allergenen Substanzen müssen durch eine entsprechende Ausgestaltung des Aufreinigungsverfahrens des Proteins vermieden werden. Ein noch nicht zufriedenstellend gelöstes Problem ist die individuenspezifische Schwankung der Milchqualität im zeitlichen Verlauf: die Milchzusammensetzung ändert sich in Abhängigkeit von der Jahreszeit und dem Alter des einzelnen Tieres, und dies macht eine entsprechende Anpassung des Aufarbeitungsverfahrens der Milch zur Gewinnung des menschlichen Proteins erforderlich (Wall 1999, S. 251). Eine weitere Schwierigkeit besteht darin, Krankheitserreger, die beim Menschen möglicherweise Krankheiten auslösen könnten, dauerhaft und zuverlässig aus der Herde der Produktionstiere fernzuhalten. Hierzu muss ein hoher Gesundheitsstatus bei jedem einzelnen Tier gewährleistet werden (Gavin 2001, S. 15ff.). Dies umfasst nicht nur eine ständige veterinärmedizinische Überwachung der Tiere, sondern auch spezielle Haltungs- und Zuchtbedingungen. Sie sollen einen sehr hohen Hygienestatus gewährleisten, indem jeglicher Input in das Haltungssystem auf seinen mikrobiellen Status hin kontrolliert wird (z. B. Filterung der Luft, Sterilisierung von Futter und Wasser, Gesundheitsüberwachung des Personals etc.; teilweise Entbindung der Tiere durch Kaiserschnitt, um die Übertragung von Krankheitserregern vom Muttertier auf die Nachkommen bei der Geburt zu verhindern). Diese Bedingungen können jedoch nicht mit einer artgerechten Haltung in Einklang gebracht werden. Pharmawirkstoffe müssen durch die zuständigen Behörden zugelassen werden, ehe sie kommerziell vermarktet werden können. Während für andere bio- und gentechnische Herstellungsverfahren für menschliche Proteine dieser Zulassungsprozess schon mehrfach durchlaufen wurde und sowohl bei den Behörden als auch Antragstellern entsprechende Erfahrungen vorliegen, befinden sich geeignete Genehmigungsverfahren und insbesondere die Anforderungen, die an die Sicherheit und Wirksamkeit der Proteine sowie an den Prozess zu ihrer Gewinnung zu stellen sind, für die Herstellung menschlicher Proteine in der Milch transgener Nutztiere noch in der Erarbeitung und Erprobung (Gavin 2001). 81 6.4.3 Ökonomische Notwendigkeit zur Verkürzung des FuE-Prozesses Traditionell gehört die Pharmaindustrie zu den forschungsintensiven Branchen, die zum Erhalt ihrer Wettbewerbsfähigkeit im Mittel etwa 15 % ihres Umsatzes für Forschung und Entwicklung (FuE) aufwendet; in jungen technologieorientierten Biotechnologieunternehmen liegt dieser Anteil häufig noch deutlich höher. Die Entwicklung neuer Pharmawirkstoffe ist ein sehr kosten-, da forschungsintensiver Prozess. Als Richtwert werden FuE-Aufwendungen einschließlich der klinischen Prüfungen in Höhe von 500 Mio. DM für einen neuartigen Pharmawirkstoff angenommen, der bis zur Marktreife gebracht wird. Zum einen sind in diesen Kosten auch FuE-Aufwendungen enthalten, die für diejenigen Wirkstoffe angefallen sind, die nicht bis zur Marktreife weiterentwickelt werden, sondern deren Erforschung in einem früheren Stadium der Entwicklung eingestellt wird. Zum anderen ergibt sich diese Summe aus den jährlichen Forschungskosten für ein Projekt sowie der Projektlaufzeit bis zur erfolgreichen Zulassung des Arzneimittels. Die durchschnittlichen jährlichen Forschungskosten für ein Projekt werden auf ca. 6 Millionen US$ geschätzt; hinzu kommen noch etwa 14 Millionen US$ Entwicklungskosten. Die durchschnittliche Projektlaufzeit wird in der Literatur mit 12 bis 14 Jahren angegeben, wobei etwa 2 Jahre auf die Forschung, 8 Jahre auf die Präklinik und die klinischen Prüfungen sowie 2 bis 3 Jahre auf die Zulassung entfallen sollen. Um wettbewerbsfähig bleiben zu können, müssen in der Praxis aber deutlich kürzere FuEDauern (etwa 7 bis 8 Jahre) erreicht werden. Die hohen FuE-Aufwendungen müssen über Produktverkäufe wieder amortisiert werden (so genanntes return of investment). Premiumpreise lassen sich auf dem Markt in der Regel aber nur von Erstanbietern eines konkurrenzlosen Produkts erzielen. Durch das Patentrecht kann ein patentiertes Produkt für einen Zeitraum von 20 Jahren exklusiv vermarktet werden, doch zählt der Zeitraum, in dem Patentschutz gewährt wird, vom Beginn der FuE-Arbeiten (Patentanmeldung) an. Daraus ergibt sich ein erheblicher ökonomischer Druck, die Zeitdauer des FuE- sowie des Zulassungsprozesses möglichst stark zu verkürzen, um einen längstmöglichen Zeitraum für die exklusive Vermarktung des Produktes ausnutzen zu können (Reiß et al. 1997). Weil junge, kleine technologieorientierte Biotechnologieunternehmen im Vergleich zu großen Pharmakonzernen kaum über Eigenkapital verfügen, mit dem sich der aufwändige FuE-Prozess finanzieren ließe, sind sie darauf angewiesen, entsprechende Finanzmittel zu akquirieren – sei es durch Kredite bei Banken, Beteiligungskapitalgesellschaften, Kooperationen mit großen Firmen oder einen Börsengang. Eine neue Finanzierungsrunde lässt sich aber nur erfolgreich durchlaufen, wenn entsprechende Fortschritte im FuE-Programm der Firma (Meilensteine) erreicht worden sind (Menrad et al. 1999). 82 Während die oben skizzierten ökonomischen Rahmenbedingungen für die Pharmaund biotechnologische Forschung und Entwicklung allgemein gelten, stehen Unternehmen auf dem Gebiet Gene Pharming vor dem speziellen Problem, dass zum einen potenzielle Konkurrenz durch die Herstellung desselben Produkts auf fermentativem Wege (vgl. Kap. 6.2) besteht, das ggf. schneller zur Marktreife gebracht werden kann, und dass zudem bestimmte Zeiträume (z. B. Tragzeit, Zeit bis zum Erreichen der Geschlechtsreife) durch die Fortpflanzungsbiologie der verwendeten Tiere vorgegeben werden. Für das Gene Pharming stellt sich daher auf Grund der ökonomischen Rahmenbedingungen die Herausforderung, so früh wie nur irgend möglich • Milch für die Charakterisierung der Produktionseigenschaften transgener (Founder)-Tiere (Protein ja/nein; Produktkonzentration in der Milch), • Milch und gereinigten Wirkstoff für die präklinische Charakterisierung, sowie • Milch und gereinigten Wirkstoff für klinische Studien zur Verfügung zu haben. Abbildung 6.2 gibt eine Übersicht über den zeitlichen Ablauf bis zur Etablierung einer Produktionsherde transgener Schafe oder Ziegen unter Verwendung konventioneller Techniken, bei denen von einer Tragzeit von 5 Monaten und einer Zeitdauer von 9 Monaten bis zum Eintritt der Geschlechtsreife auszugehen ist. Wie aus Abbildung 6.2 hervorgeht, sind hierfür mindestens 44 Monate erforderlich, selbst wenn das Projekt optimal abläuft und es nicht zwischenzeitlich Rückschläge gibt. Vor diesem Hintergrund wird klar, dass es intensive Bemühungen gibt, den im wesentlichen durch die Fortpflanzungsbiologie der verwendeten Tiere vorgegebenen Zeitablauf weiter zu verkürzen, indem gezielt in diese Fortpflanzungs- und Entwicklungsbiologie eingegriffen wird (Wall 1999; Gengler und Druet 2001; Heyman 2001). Um nicht erst den Zeitpunkt der natürlichen Laktation (Milchbildung) abwarten zu müssen, die natürlicherweise erst nach der Geburt der ersten Nachkommen einsetzt, wird durch eine hormonelle Behandlung des transgenen weiblichen Tiers noch vor seiner Verpaarung eine Laktation induziert, um in dieser Milch zu untersuchen, inwieweit das Fremdgen exprimiert und welche Fremdproteinkonzentration in der Milch erreicht wird. Bei Schafen und Ziegen können hierdurch 5 Monate, nämlich die Dauer der Tragzeit, eingespart werden. Zudem können gezielt nur diejenigen Tiere verpaart werden, die tatsächlich ökonomisch interessante Konzentrationen an Fremdprotein synthetisieren, was den Ressourceneinsatz verringert. 83 Abbildung 6.2: Zeit (Mon) 0 5 13 18 26 31 39 44 Zeitlicher Ablauf der erforderlichen Schritte bis zur Etablierung einer Produktionsherde transgener Schafe oder Ziegen unter Verwendung von Standardtechniken Ereignis Verfügbare Information Meilenstein Mikroinjektion, Embryotransfer in Ammentiere Tragzeit 5 Mon. Founder transgen ja/nein? Geburt Foundertiere Geschlechtsreife nach 9 Mon. Founder geschlechtsreif, Verpaarung Tragzeit 5 Mon. F1 transgen ja/nein? Geburt F1, Transgenvererbung durch Founder? natürliche Laktation Expression in Milch durch Founder? Founder Expressionshöhe? Geschlechtsreife nach 9 Mon. F1 geschlechtsreif, Verpaarung Tragzeit 5 Mon. F2 transgen ja/nein? Transgenvererbung durch F1? Geburt F2, Expression in Milch durch F1? natürliche Laktation F1 Expressionshöhe? Charakterisierung Fremdprotein Geschlechtsreife nach 9 Mon. F2 geschlechtsreif, Verpaarung Tragzeit 5 Mon. Optimierung Proteinaufreinigung Geburt F3, natürliche Laktation F2, Protein für (vor)klinische Prüfungen Produktionsherde etabliert Sind wertvolle weibliche Foundertiere identifiziert worden, kann eine weitere Beschleunigung des Prozesses um mehrere Monate dadurch erreicht werden, dass nicht mehr die natürliche Geschlechtsreife abgewartet wird, sondern den präpubertären Foundertieren durch den Prozess des "oocyte pick-up" Eizellen entnommen werden, die in vitro befruchtet und in Ammentieren ausgetragen werden. Eine an- 84 dere Möglichkeit stellt das Klonen dieses Foundertiers durch Kerntransfer seiner somatischen Zellen dar (Colman 1999). Es ist davon auszugehen, dass eine Zulassung umso eher zu erlangen sein wird, je homogener und einheitlicher die Produktionstiere und ihre wirkstoffhaltige Milch sind. Eine derartige "Standardisierung" lässt sich möglicherweise durch den Aufbau der Produktionsherde durch reproduktives Klonen durch somatischen Kerntransfer erreichen (Colman 1999). Tabelle 6.4 gibt eine zusammenfassende Übersicht über die Maßnahmen, mit denen eine Beschleunigung und Effizienzsteigerung des FuE-Prozesses beim Gene Pharming erreicht werden soll. 6.5 Schlussfolgerungen und Fazit: Inwieweit erfüllt Gene Pharming die Erwartungen? Gene Pharming lässt sich zusammenfassend als eine komplexe, ressourcen-, kostenund zeitaufwändige High-Tech-Entwicklung charakterisieren. Bislang sind noch keine Medikamente auf den Markt gebracht worden, die aus der Milch transgener Tiere gewonnen wurden, obwohl dies seit längerem für die Jahrtausendwende angekündigt war. Unter Berücksichtigung der Gene-Pharming-Wirkstoffe, die sich zurzeit in der präklinischen und klinischen Prüfung befinden wird das Gene Pharming selbst bei erfolgreicher Kommerzialisierung seiner Produkte in der absehbaren Zukunft keine einzigartigen, nicht auch auf anderen Wegen herstellbare Wirkstoffe bereitstellen. Vielmehr befindet es sich in erheblicher Konkurrenz zu Herstellverfahren auf der Basis von Zellkulturen. So wurde beispielsweise die Entwicklung eines vielversprechenden Gene-Pharming-Wirkstoffkandidaten, namentlich α-Glucosidase zur Therapie der Pompe'schen Krankheit, zugunsten der Herstellung dieses Wirkstoffes in Zellkulturen aufgegeben. Zurzeit ist nicht entscheidbar, ob sich die prinzipiellen Potenziale des Gene Pharming werden realisieren lassen oder ob es sich dabei eventuell auch um "Wunschdenken" handeln könnte. Aus heutiger Sicht werden sich diese Potenziale nur realisieren lassen, wenn es gelingt, die heute noch nicht ausgereiften Einzeltechniken weiterzuentwickeln sowie Synergien durch eine Integration von Reproduktionstechniken, gendiagnostischen und genanalytischen Verfahren, transgenen Techniken und Klonen zu nutzen. Damit ist aber eine noch weitergehende Instrumentalisierung und Inanspruchnahme der Tiere für menschliche Interessen verbunden, als dies heute bereits der Fall ist. Ziel, Zweck Andere Gentransfermethoden als Mikroinjektion Embryonale Stammzellen Gentransfer in Zellkulturen, Selektion auf Transgen, Klonen durch somatischen Kerntransfer • • Induzierte Laktation, noch vor Verpaarung Gendiagnostische Frühtests Gendiagnostische Frühtests Entnahme von Eizellen vor Geschlechtsreife (oocyte pick-up), in-vitroFertilisation, Austragen in Ammentieren Klonen durch somatischen Kerntransfer Klonen durch somatischen Kerntransfer • • • • • Information zur Expressionshöhe früher Fortpflanzung wertvoller Foundertiere früher Beschleunigung Zulassungsverfahren durch weitgehende • Klonen durch somatischen Kerntransfer Standardisierung Schnelle identische Vervielfachung wertvoller Foundertiere Information früher, ob Expression in Milch • Höhere Ausbeute transgener Tiere mit gewünschtem Ge- • Gendiagnostische Frühtests an Präimplantationsembryonen schlecht Gendiagnostische Frühtests an Präimplantationsembryonen • Maßnahme Ansätze und Maßnahmen zur Verringerung von wissenschaftlich-wirtschaftlichen Problembereichen des Gene Pharming Höhere Ausbeute transgener Tiere Tabelle 6.4: 85 86 6.6 Literatur Ammann, D.; Vogel, B. (2000): Transgene Nutztiere: Landwirtschaft – Gene Pharming – Klonen. SAG-Studienpapier B4, März 2000. http://www.gentechnologie.ch/Studienpapiere.htm Colman, A. (1999): Dolly, Polly and other 'ollys': likely impact of cloning technology on biomedical uses of livestock. Genetic Analysis: Biomolecular Engineering 15, 167-173 Daniell, H.; Streatfield, S. J.; Wycoff, K. (2001): Medical molecular farming: production of antibodies, biopharmaceuticals and edible vaccines in plants. Trends in Plant Science 6 (5), 219-226 Gavin, W. G. (2001): The Future of Transgenics. Regulatory Affairs Focus, May 2001, 13-18 Gengler, N.; Druet, T.: Impact of biotechnology on animal breeding and genetic progress. In: Renaville, R.; Burny, A. (edts.): Biotechnology in Animal Husbandry. Vol 5., pp. 33-45. Dordrecht, Boston, London: Kluwer Acedemic Publishers BV 2001 Heyman, Y.: Cloning and transgensis in cattle: potential applications. In: Renaville, R.; Burny, A. (edts.): Biotechnology in Animal Husbandry. Vol 5., pp. 235259. Dordrecht, Boston, London: Kluwer Acedemic Publishers BV 2001 Houdebine, L. M. (2000): Transgenic animal bioreactors. Transgenic Research 9, 305-320 Menrad, K.; Kulicke, M.; Lohner, M.; Reiß, T.: Probleme junger, kleiner und mittelständischer Biotechnologieunternehmen. Stuttgart: Fraunhofer IRB Verlag 1999, 97 S. Pollock, D. P.; Kutzko, J. P.; Birck-Wilson, E.; Williams, J. L.; Echelard, Y.; Meade, H. M. (1999): Transgenic milk as a method for the production of recombinant antibodies. Journal of Immunological Methods 231, 147-157 Reiß, T.; Hüsing, B.; Hinze, S.: Indikatoren zur Bewertung von FuE-Strategien in der pharmazeutischen Industrie. Abschlussbericht an die Hans-Böckler-Stiftung, Düsseldorf. Karlsruhe: Fraunhofer-Institut für Systemtechnik und Innovationsforschung 1997, 79 S. 87 Rudolph, N. S. (1999): Biopharmaceutical production in transgenic livestock. Trends in Biotechnology 17, 367-374 Van den Hout, H.; Reuser, A. J. J.; Vulto, A. G.; Loonen, M. C. B.; Cromme-Dijkhuis, A.; Van der Ploeg, A. T. (2000): Recombinant human α-glucosidase from rabbit milk in Pompe patients. The Lancet 356, 397-398 Wall, R. J. (1999): Biotechnology for the production of modified and innovative animal products: transgenic livestock bioreactors. Livestock Production Science 59, 243-255 Yang, X.; Tian, X. C.; Dai, Y.; Wang, B. (2000): Transgenic farm animals: applications in agriculture and biomedicine. Biotechnology Annual Review 5, 269292 89 7. Bewertung des Gene Pharming mit Hilfe des Multicriteria Mapping Dr. René Zimmer, Fraunhofer-Institut für Systemtechnik und Innovationsforschung, Karlsruhe 7.1 Zielsetzung des Multicriteria Mapping Konflikte um die Einführung und Nutzung neuer Technologien wie z. B. der Gentechnik werden dadurch mitverursacht, dass • in den Entscheidungsprozess bevorzugt Akteure aus Wissenschaft und Wirtschaft einbezogen werden, während die Zielsetzungen, Interessen und Positionen weiterer betroffener Gruppen (z. B. Verbraucher/Bevölkerung, Tiere, Umwelt) in geringerem Maße berücksichtigt werden; • dementsprechend bei der Bewertung der Technologie vor allem naturwissenschaftliche und ökonomische Kriterien herangezogen werden; • häufig ein technikinduzierter Zugang („was sind die Chancen und Risiken der Technologie?“) anstelle eines probleminduzierten Zugangs („welche Lösungsoptionen gibt es für das Problem, und worin bestehen ihre jeweiligen komparativen Vor- und Nachteile?“) gewählt wird. Als Alternative zur Bewertung technologischer Optionen kann die Methode des Multicriteria Mapping (MCM) herangezogen werden. Tabelle 7.1 gibt eine Übersicht, in welcher Hinsicht sich eine Technikbewertung mittels MCM von üblicherweise praktizierter Technikbewertung unterscheidet. Tabelle 7.1: Unterschiede zwischen üblicherweise praktizierter Technikbewertung und unter Nutzung von MCM übliche Technikbewertung Technikbewertung mit Multicriteria Mapping • Eine Option wird bewertet • • Kriterien zur Bewertung werden von • Kriterien werden von verschiedenen ausgewählten Experten vorgegeben Akteuren selbst festgelegt • Vor allem wissenschaftlich-techni- • Soziale, ethische, ökologische und sche, ökonomische Bewertungskritegesundheitliche Perspektiven gehen in rien die Bewertung mit ein Mehrere Optionen werden miteinander vergleichend bewertet 90 Das MCM dient in erster Linie der Schaffung von Transparenz darüber, auf Grund welcher Kriterien und ihrer Wichtung einzelne Akteure zu einer bestimmten Bewertung kommen. Hieraus lassen sich Konsens- und Dissensbereiche zwischen verschiedenen Akteuren erkennen und damit möglicherweise Ansatzpunkte für eine weitergehende Verständigung ableiten. Im Idealfall kann mit Hilfe des MCM auch ein Konsens darüber erzielt werden, welche der zu bewertenden Lösungsoptionen die relativ Vorzüglichste ist. 7.2 Durchführung Multicriteria Mapping Die Methode des MCM wurde mit den Teilnehmerinnen und Teilnehmern am Beispiel des "Gene Pharming" erprobt, also der gentechnischen Veränderung von Tieren mit dem Ziel der Medikamentenproduktion (vgl. Kap. 6). Es geht nicht um die isolierte Betrachtung der Sicherheit oder Erwünschtheit des Gene Pharming, sondern um eine relative Einschätzung dieser Technologie: (1) unter verschiedenen Perspektiven und (2) im Vergleich mit alternativen Technikoptionen. Als Beispiel haben wir die Herstellung des menschlichen Proteins alpha-1-Antitrypsin ausgewählt. Bei diesem Protein handelt es sich um einen Wirkstoff zur Behandlung der genetisch bedingten Krankheit zystische Fibrose (Mukoviszidose). Bei zystischer Fibrose handelt es sich um eine erbliche, nicht heilbare Erkrankung. Die Krankheit führt zu schweren Störungen von Atmung und Verdauung. Die Absonderung bestimmter Körperflüssigkeiten wie Schweiß und Schleim ist gestört. Die Sekrete in Lunge und Bauchspeicheldrüse, aber auch in anderen Organen (z. B. in der Leber) sind zäher als bei nicht erkrankten Kindern. Die feinen Äste der Bronchien, die Gänge der Bauchspeicheldrüse und die Gallengänge verstopfen, die Organe können nicht mehr richtig arbeiten. Die Erkrankung führt zum Funktionsverlust der Atemwege und des Verdauungstrakts mit früher Todesfolge. Die langsame, aber stetige Verschlechterung der Stoffwechselfunktionen ist nicht aufzuhalten, kann aber durch frühzeitige und intensive Behandlungsmaßnahmen (z. B. durch den Wirkstoff alpha-1-Antitrypsin) entscheidend verzögert werden. In Tabelle 7.2 rechts sind die verschiedenen Optionen aufgeführt, mit denen alpha1-Antitrypsin prinzipiell hergestellt werden könnte: a) aus gentechnisch veränderten Zellkulturen, z. B. Hamster-Zell-Linien (Option I), b) aus gentechnisch veränderten Tieren (Option II), c) aus menschlichem Spenderblut (Option III). 91 Tabelle 7.2: Arbeitsblatt zur Durchführung des MCM am Beispiel Gene Pharming Das menschliche Protein alpha-1-Antitrypsin soll als therapeutischer Wirkstoff zur Behandlung von zystischer Fibrose hergestellt werden. Drei verschiedene Herstellungsoptionen sind möglich (Spalten rechts): 1. Bitte tragen Sie in die 1. Spalte die Kriterien ein, nach denen Sie die 3 Optionen bewerten wollen. 2. Gewichten Sie bitte Ihre Kriterien (von "1 = am wichtigsten" bis "6 = am unwichtigsten). 3. Suchen Sie sich aus der Kriterientabelle die passenden Kategorien zu Ihren Kriterien heraus. 4. Benoten Sie auf einer Skala von 1 - 6 die 3 Optionen. (Beachten Sie bitte die Wertigkeiten, die in der Kriterientabelle angegeben sind.) Kriterien Gewichtung Kategorie Optionen I II III aus gm Zellkulturen aus gm Tieren aus menschl. Spenderblut 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1. Diese drei Optionen sollen von Ihnen bewertet werden. In die linke Tabellenspalte schreiben Sie die Kriterien, nach denen Sie die drei Herstellungsoptionen von alpha-1-Antitrypsin bewerten möchten. Dabei kann es sich um Kriterien handeln, die aus den Bereichen Ethik, Gesundheit, Ökonomie, Soziales oder Umwelt stammen können. Ein ethisches Kriterium wäre beispielsweise: "Die Herstellung eines Medikaments mit dieser Option ist tierquälerisch". Ein Kriterium aus dem Bereich Gesundheit wäre: "Durch die mit dieser Option hergestellten Proteine können (bzw. können nicht) Allergien entstehen". 2. Im nächsten Schritt gewichten Sie Ihre Kriterien. Auf einer Skala von 1 = "sehr wichtig" bis 6 = "unwichtig" können Sie bestimmen, welche Bedeutung dm jeweiligen Kriterium bei der Bewertung der Option zukommen soll. 3. Suchen Sie dann aus der beiliegenden Kriterienliste das Kürzel heraus, das am besten zu Ihrem Kriterium passt4. 4. Bitte bewerten Sie nun die einzelnen Optionen anhand der von Ihnen gewählten Kriterien mit Noten von 1 bis 6. Bei dem bereits erwähnten Beispiel aus dem Bereich Gesundheit würde "1" bedeuten, "Die mit dieser Option hergestellten Proteine verursachen keine Allergien". "6" hieße entsprechend "Die mit dieser Option hergestellten Proteine können Allergien verursachen". Sollten Sie sich bei 4 Dieser Zwischenschritt ist allein aus praktischen Gründen erforderlich, um die Auswertung aller MCM-Bögen noch während der Fortbildung zu gewährleisten. 92 der Bewertung unsicher sein, versehen Sie bitte die Zahl mit einem Fragezeichen. Tabelle 7.3: Kriterienkatalog Kriterien Kategorie I. Ethik a) Ethik allgemein Die Herstellung des Medikaments mit dieser Option ist ethisch vertretbar (1) bzw. ethisch nicht vertretbar (6). Die Option unterstützt die Forderung "Menschen und Tiere müssen in Harmonie leben" völlig (1) bzw. gar nicht (6). Die Option führt zu einer Veränderung des vertrauten Verhältnisses von Mensch-Tier und zu einer Abstumpfung und Verrohung gegenüber Mitgeschöpfen. Nein (1); Ja (6) ea1 ea2 ea3 b) Mensch als Schöpfer Die Feststellung "Der Mensch spielt Gott" trifft auf die Option gar nicht zu (1) bzw. völlig zu (6). Die Feststellung "Man pfuscht der Natur/Gott ins Handwerk" trifft auf die Option gar nicht zu (1) bzw. völlig zu (6). Die Nutzung dieser Option öffnet dem Missbrauch der Wissenschaft Tür und Tor. Nein (1); Ja (6) es1 es2 es3 c) Tierethik Die Option hat unerwünschte Folgen für das Tier. Nein, keine (1); Ja, sehr große (6) Die Feststellung "Die Tiere müssen durch die gentechnische Veränderung leiden" trifft auf die Option nicht zu (1) bzw. sehr stark zu (6). Tiere werden bei dieser Option als "Versuchskaninchen" genutzt. Nein (1); Ja (6) Das Wohlbefinden der Tiere wird durch die Option beeinträchtigt. Nein (1); Ja (6) Die Herstellung des Medikaments mit dieser Option ist tierquälerisch. Nein (1); Ja (6) Ist bei dieser Option der Tierschutz noch gewährleistet? Ja (1); Nein (6) Durch diese Option werden noch mehr Tiere getötet. Nein (1); Ja, viele (6) Die Tiere werden bei dieser Option unter nicht artgerechten hygienischen Bedingungen gehalten werden. Trifft nicht zu (1); trifft stark zu (6). Die Feststellung "Da werden Lebewesen zu Bioreaktoren degradiert" trifft auf die Option nicht zu (1) bzw. sehr stark zu (6). et1 et2 et3 et4 et5 et6 et7 et8 et9 II. Gesundheit a) Gesundheit allgemein Die Option hat keine (1) bzw. hat unerwünschte Folgen (6) für die Gesundheit der Patienten. Die Option ermöglicht dem Patienten ein glückliches, gesundes Leben. Ja (1); Nein, überhaupt nicht (6) Die Zeitdauer bis zur Zulassung des Medikaments ist bei der jeweiligen Option kurz (1) bzw. lang (6). ga1 ga2 ga3 b) Medikamenteneigenschaften Die Wirksamkeit des hergestellten Proteins im Patienten ist hoch (1) bzw. niedrig (6). Die Wirksamkeit des Proteins kann durch diese Option gesteigert (1) bzw. nicht gesteigert (6) werden. Die Herstellung des Medikaments mit dieser Option kann besser (1) bzw. nur sehr schlecht (6) kontrolliert werden. Die Verträglichkeit des hergestellten Proteins beim Menschen ist hoch (1) bzw. nicht gegeben (6). gm1 gm2 gm3 gm4 c) gesundheitliche Risiken Mit dieser Art der Herstellung von Medikamenten hat man noch keine Erfahrung, so dass das Risiko, dass etwas Unerwartetes (Nebenwirkungen oder so) auftritt niedrig (1) bzw. hoch (6) ist. Durch diese Option können unbekannte Krankheitserreger vom Tier auf den Menschen nicht übertragen (1) bzw. übertragen (6) werden. Bei Verwendung dieser Option ist das Infektionsrisiko für AIDS, Hepatitis etc. gering (1) bzw. hoch (6). Durch die mit dieser Option hergestellten Proteine können keine (1) bzw. können (6) Allergien entstehen. gr1 gr2 gr3 gr4 93 Kriterien Kategorie III. Ökonomie a) Ökonomie allgemein Durch die Anwendung dieser Option besteht keine Gefahr (1) bzw. große Gefahr (6) der Monopolbildung. Diese Option hat große (1) bzw. nur geringe (6) positive Marketingeffekte. Die Nutzung dieser Option stärkt die Wettbewerbsfähigkeit in hohem Maße (1) bzw. steigert die Wettbewerbsfähigkeit nicht (6). Die Nutzung dieser Option schafft viele neue (1) bzw. schafft keine (6) Arbeitsplätze. Anwendung dieser Methode trägt in hohem Maße (1) bzw. kaum (6) zur Standortsicherung durch innovative Technologien bei. öa1 öa2 öa3 öa4 öa5 b) Kosten Bei dieser Option sind die Kosten zur Gewinnung des Proteins gering (1) bzw. hoch (6). Bei dieser Option sind die Kosten zur Herstellung des Proteins gering (1) bzw. hoch (6). Bei dieser Option sind die anfänglichen Investitionskosten zur Herstellung des Proteins gering Bei dieser Option kommen keine höheren (1) bzw. deutlich höhere (6) Kosten auf den Patienten zu. Die finanziellen Gewinne für Pharmakonzerne sind bei der Nutzung dieser Option hoch (1) bzw. gering (6). Die Patentfähigkeit von einzelnen Techniken dieser Option ist hoch (1) bzw. niedrig (6). ök1 ök2 ök3 ök4 ök5 ök6 c) Produktionskriterien Durch diese Option lassen sich ausreichende Mengen des Medikaments herstellen, so dass alle Kranken diese Therapie bekommen können (1), bzw. keine ausreichenden Mengen herstellen (6). Diese Option führt zu einer hohen (1) bzw. geringen (6) Verfügbarkeit des Medikaments. Der technischer Aufwand zur Produktion des Medikaments ist gering (1) bzw. hoch (6). öp1 öp2 öp3 IV. Soziales a) Risiko und Akzeptanz Die Nutzung dieser Option wird keine (1) bzw. könnte viele unerwünschte Folgen (6) für die Bevölkerung haben. sr1 Die Nutzung dieser Option stellt kein (1) bzw. ein großes (6) Risikopotential für Gesellschaft dar. Diese Option wird die Akzeptanz der Patienten finden (1) bzw. nicht finden (6). Diese Option wird die Akzeptanz der Bevölkerung finden (1) bzw. nicht finden (6). sr2 sr3 sr4 b) Gesundheitssystem Wird das Medikament mit dieser Option produziert, ist die Wahrscheinlichkeit einer Kostenübernahme der Therapie durch die Krankenkassen hoch (1) bzw. gering (6). Durch die Nutzung dieser Option steigen die Kosten im Gesundheitswesen nicht (1) bzw. deutlich (6). sg1 sg2 c) Rechtlicher Rahmen Der Aufwand, um einen rechtlichen Rahmen für die Nutzung dieser Option zu schaffen, ist gering (1) bzw. ist hoch (6). sz1 V. Umwelt a) Umwelt allgemein Diese Option hat keine (1) bzw. große (6) unerwünschte Folgen für die Umwelt. Diese Option führt zu keinen (1) bzw. großen (6) Umweltrisiken. ua1 ua2 b) Umweltmanagement in der Produktion Diese Option bietet die Möglichkeit, bei der Produktion geschlossene Stoff- und Wärmekreisläufe zu etablieren (1) bzw. bietet diese Möglichkeit nicht (6). Die Umweltbelastung durch den Herstellungsprozess des Medikaments ist bei dieser Option gering (1) bzw. hoch (6) Die Herstellung des Medikaments mit dieser Option ist ressourcenschonend (1) bzw. vergeudet Ressourcen (6). up1 up2 up3 94 7.3 Ergebnisse des Multicriteria Mappings Der nachfolgenden Analyse liegen die folgenden Fragen zu Grunde: • Nach welchen Kriterien bewerten die Teilnehmenden die drei Technikoptionen? (Anzahl und Bereich) • Wie gewichten die Teilnehmenden die einzelnen Kriterien? • Gibt es Unsicherheiten bei der Bewertung von Technikoptionen? (Fragezeichen) • Wird eine bestimmte Technikoption von den Teilnehmenden präferiert? Aus welchen Gründen? Zur Bewertung der drei Optionen wurden insgesamt 182 Kriterien ausgewählt, das sind im Mittel 12 Kriterien pro Person. Wie aus der Abbildung 7.1 hervorgeht, wählten die Teilnehmer überwiegend Kriterien aus den Bereichen Gesundheit (50), Ethik (47) und Ökonomie (46). Abbildung 7.1: Art und Anzahl der von den Teilnehmern ausgewählten Kriterien für das Multicriteria Mapping 60 50 Anzahl 40 30 20 10 0 Ethik Gesundheit Ökonomie Soziales Umwelt Die „Hitliste“ der am häufigsten genannten Kriterien (Tab. 74) zeigt, dass diese Kriterien aus den Bereichen Gesundheit und Ethik (je 3 Kriterien), aus den Bereichen Ökonomie und Umwelt (je 2 Kriterien) und aus dem Bereich Soziales (1 Kriterium) stammt. Die Bewertung wird somit von drei Begriffen bestimmt: Kosten – Wirksamkeit – Akzeptanz. 95 Tabelle 7.4: Hitliste der am häufigsten genannten Kriterien zur Bewertung der Optionen Kriterium Kosten zur Herstellung des Proteins Wirksamkeit des hergestellten Proteins Akzeptanz bei der Bevölkerung ethische Vertretbarkeit gesundheitliche Folgen für Patienten gesundheitliche Risiken durch Herstellung des Medikaments Tiere werden zu "Versuchskaninchen" Lebewesen werden zu "Bioreaktoren" degradiert Mengen, in denen das Protein hergestellt werden kann Folgen für die Umwelt Umweltrisiken Bereich Anzahl Ökonomie 8 Gesundheit 8 Soziales 7 Ethik 7 Gesundheit 7 Gesundheit 7 Ethik 6 Ethik 6 Ökonomie 6 Umwelt 6 Umwelt 6 Beim Multicriteria Mapping ist jedoch nicht nur die Anzahl der Kriterien entscheidend, sondern auch die Bedeutung, die der Teilnehmer diesem Kriterium zumessen will. Die größte Bedeutung in den Augen der Teilnehmenden (d.h. die besten Schulnoten) hatten Kriterien aus den Bereichen Umwelt und Gesundheit. Beide Bereiche erhielten im Durchschnitt die Note 1,7. Kriterien aus dem Bereich Ethik wurden mit der Note 1,9 gewichtet. Die vergleichsweise schlechtesten Noten und damit eine geringere Gewichtung bekamen die Kriterien aus den Bereichen Soziales (2,5) und Wirtschaft (2,8). Die Kombination von Anzahl und Gewichtung der Kriterien pro Bereich zeigt (Tab. 7.5), dass Ethik und Gesundheit sowohl häufig genannt als auch hoch gewichtet werden. Aus dem Bereich Ökonomie werden zwar viele Kriterien gewählt, deren Bedeutung zur Bewertung der Optionen aber als weniger wichtig eingeschätzt wird. Der Bereich Umwelt ist nur mit einer geringen Anzahl an Kriterien vertreten, die aber in den Augen der Ausfüllenden besonders hoch gewichtet werden sollten. Tabelle 7.5: Anzahl und Gewichtung der Kriterien Anzahl der Kriterien Bedeutung der Kriterien für die Bewertung sehr wichtig weniger wichtig hoch E, G mittel gering Ö S U 96 Als Gesamtergebnis des Multicriteria Mappings wurde Option III, die Gewinnung von alpha-1-Antitrypsin aus menschlichem Spenderblut als die beste Option (d.h. die mit der niedrigsten Punktzahl) eingeschätzt (Tab. 7.6). Doch nur knapp dahinter belegt die Option I (Herstellung des Proteins aus gentechnisch veränderten Zellkulturen) Platz zwei. Im Vergleich mit diesen beiden Optionen wird die Herstellung von alpha-1-Antitrypsin durch das "Gene pharming" (Option II) deutlich schlechter eingeschätzt. Das heißt, die Herstellung von Medikamenten durch gentechnisch veränderte Tieren, ist in den Augen der Teilnehmenden die vergleichsweise schlechteste Variante. Wenn es andere Möglichkeiten gibt, ein bestimmtes Medikament herzustellen, werden diese bevorzugt. Tabelle 7.6: Ranking der Optionen gewichtet Optionen I Ethik Gesundheit Ökonomie Soziales Umwelt insgesamt Rang II aus gm Zellkultu- aus gm Tieren ren "Gene Pharming" 197 439 234 272 372 433 146 227 60 74 III aus menschl. Spenderblut 138 195 462 146 38 1009 1445 979 2 3 1 Der Einfluss der verschiedenen Kriterienbereiche wird in Abbildung 7.2 deutlich. Es sind v.a. ethische Gründe, aus denen das Gene Pharming deutlich schlechter als die beiden anderen Optionen abschneidet. Aber auch unter sozialen, ökologischen und gesundheitlichen Aspekten wird die Medikamentenherstellung aus gentechnisch veränderten Tieren als die schlechteste Option bewertet. Der Bereich Ökonomie, also hauptsächlich das Kostenargument, macht deutlich, wo der Schwachpunkt der ansonsten auf Platz 1 gesetzten Option III liegt. Die Herstellung von alpha-1-Antitrysin aus menschlichem Spenderblut wird von den Teilnehmern als die teuerste angesehen, sogar noch teurer als die Herstellung des Medikamentes aus gentechnisch veränderten Tieren. Sollte also vorrangig unter ökonomischen Gesichtspunkten entschieden werden, welche Option zum Einsatz kommen soll, wäre die Herstellung des Medikamentes aus gentechnisch veränderten Zellkulturen sogar die beste Option von allen. 97 Abbildung 7.2: Einfluss der Kriterienbereiche auf das Ranking der Optionen 500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 Ethik Gesundheit aus gm Zellkulturen Ökonomie aus gm Tieren "Gene Pharming" Soziales Umwelt aus menschl. Spenderblut 99 8. Ethik in den Wissenschaften: Wege der Urteilsbildung am Beispiel "Transgene Tiere" Dipl.-Biol. Silke Schicktanz, Stiftung Deutsches Hygiene-Museum Dresden 8.1 Drei Leitideen bei der Vermittlung von Wissenschaftsethik Transgene Tiere werden für Zwecke der Landwirtschaft, der biologischen und der medizinischen Forschung erzeugt. Der folgende Beitrag soll den Zugang und die weitere Bearbeitung der wissenschaftsethischen Fragestellungen zu diesem Themenkomplex erleichtern, kann jedoch keine vollständige oder umfassende Bearbeitung dieses Themas bieten. Ich werde mich daher nach einer knappen Einleitung über Zugangsweisen zur Wissenschaftsethik auf die tierethischen Aspekte bei der Erzeugung und Verwendung transgener Tiere beschränken. Die Wissenschaftsethik kann man als diejenige (akademische) Disziplin verstehen, die zu klären sucht, unter welchen Bedingungen man neue Technologien (als Ergebnis einer wissenschaftlichen Entwicklung) oder die aktuelle Forschung (als institutionelle Wissenschaft) als ethisch geboten, ethisch erwünscht oder ethisch verwerflich beurteilen kann. Ihr Ziel ist also eine normative Verständigung über die Spielräume und Grenzen der Umsetzung und Anwendung wissenschaftlicher Erkenntnisse. Darüber hinaus beschäftigt sie sich als anwendungsbezogene Ethik (s. u.) mit dem Ethos wissenschaftlicher Verantwortung, der Rolle des Wissens als Gemeinschaftsgut und grundsätzlichen Fragen nach dem Verhältnis von Wertorientierungen und Erkenntnistheorie (vgl. Nida-Rümelin 1996a). Um ethische Fragestellungen in der Wissenschaft innerhalb von Bildungseinrichtungen und Schulen didaktisch zu vermitteln, sollten folgende drei Leitideen berücksichtigt werden, wie sie u.a. von Julia Dietrich (1998) für diesen Bereich entwickelt wurden5: 5 Diese Leitideen und eine weitergehende Analyse der wissenschaftsethischen Vermittlung in der Schule wurden in dem Projekt „Schule-Ethik-Technologie“ (SET) erarbeitet, das am Zentrum für Ethik in den Wissenschaften, Universität Tübingen, angesiedelt ist. Zur ausführlichen Anwendung der Leitideen für den Unterricht am Beispiel konkreter Fragestellung aus dem Themenbereich Gentechnologie siehe den Sammelband von Julia Dietrich und Frank-Thomas Hellwig (2000). 100 (1) Nicht-reduziertes Wissenschaftsverständnis (2) Ethik als Reflexionsebene (3) Interdisziplinarität Diese drei Leitideen sollen nun im Folgenden erklärt werden: (1) Wissenschaft ’nicht reduziert’ zu vermitteln bedeutet, deutlich herauszustellen, dass Wissenschaft nicht nur ein Fakten- und Aussagesystem ist, sondern dass innerhalb der Wissenschaft Menschen als Forscher und Forscherinnen handeln. Sie fällen Entscheidungen und beeinflussen den Forschungsprozess hierdurch maßgeblich. Wissenschaft muss also immer auch als Handlungssystem verstanden werden. Überall dort, wo der Handlungscharakter der Wissenschaft deutlich wird, kann Ethik als Nach- und Vorausdenken über das richtige Handeln auch anknüpfen. Wird dagegen Wissenschaft immer nur als ein apersonelles Aussagensystem behandelt, dann sind Fragen nach der Verantwortung, nach Wünschbarkeit der Folgen oder Erlaubtheit bestimmter Methoden nicht leicht zu vermitteln, da die Adressaten und Akteure nicht deutlich hervortreten. Schließlich muss deutlich werden, dass Wissenschaft auch institutionellen Zwängen unterliegt: ökonomische, politische und rechtliche Vorgaben bedingen Forschungsmethoden, Fragestellungen und damit auch indirekt die Ergebnisse der Wissenschaft. Wissenschaftstheoretische und wissenschaftshistorische Zugänge innerhalb der jeweiligen Disziplin (z. B. des Fachs Biologie) sind hierbei sehr nützlich, wenn nicht gar unentbehrlich, um die übliche Auffassung von "Wissenschaft als Faktensystem" zu einem nicht-reduzierten Wissenschaftsverständnis zu erweitern. (2) Um Ethik als Reflexionsebene einzuführen, ist es notwendig, explizit von der Faktenebene auf die Wertebene zu wechseln. Dies würde z. B. bei der hier zu bearbeitenden Fragestellung bedeuten, nicht zu fragen: "Welche Schäden haben transgene Tiere?" Sondern aus ethischer Sicht muss die Frage lauten: "Welche Schäden bei transgenen Tieren sind zumutbar bzw. gerechtfertigt?" Um solch eine anwendungsbezogene Ethik6 im Unterricht zu thematisieren, kann man nicht erwarten, sofort zu rational-ethischen Urteilen zu gelangen, sondern man sollte vielmehr das Spannungsfeld zwischen grundsätzlichen ethischen Überlegungen und der Lösung eines realen oder realistischen Problems öffnen. Bei der fundamental-ethischen Reflexion kann man zwei 6 Es ist sinnvoller, den Terminus „anwendungsbezogene“ Ethik (Engels 1999a) anstelle des häufig verwendeten Terminus der „angewandten“ Ethik zu verwenden. Letzterer stammt aus einer EthikTradition, bei der fundamental-ethische Überlegungen bzw. Moraltheorien auf die Praxis so „angewendet“ wurden, dass die Regeln abgeleitet wurden (sog. deduktive Methode). Von dieser Methode sieht man heutzutage jedoch in der ethischen Diskussion meist ab, da sie dem spezifischen Charakter des Problemfeldes zwischen Theorie und Praxis nur selten gerecht wird. Dagegen ist sinnvoll, zwar auf fundamentalethische Fragen zu rekurrieren, zugleich aber auch den Bezug auf realistische Probleme und praxisnahe Lösungen aufrechtzuerhalten (Dietrich 1998). 101 Zugangsweisen unterscheiden, wobei eine mit der Sollensethik umschrieben wird und sich mit der Frage: "Was soll ich tun?" erschließen lässt. Dagegen lässt sich die andere mit der Frage: "Wie will ich leben?" einleiten, und kann als Strebensethik bezeichnet werden. Jede dieser Fragestellung lässt sich auf einer individuellen und sozialen Ebene thematisieren, so dass man zur einfachen Strukturierung eine vierstellige Matrix (individuell-sollensethisch, sozial-sollensethisch, individuell-strebensethisch, sozial-strebensethisch) erhält, um ethische Fragen in den Blick zu nehmen. (3) Die Interdisziplinarität ist in Fragen anwendungsbezogener Ethik essentiell. Sie macht einerseits deutlich, dass ohne fächerübergreifendes Denken keine wissenschaftsethische Beurteilung möglich ist. Experten für das eine naturwissenschaftliche Fach (z. B. Biologie) und Experten für die Ethik (z. B. Theologen, Philosophen) müssen entweder in einer Person oder in einer Gruppe vereinigt werden, um eine umfangreiche wissenschaftsethische Erörterung vornehmen zu können. Dennoch darf dies nicht dazu führen, sich vom jeweiligen Expertenwissen so sehr beeindrucken zu lassen, dass man meint, man selbst könne keine fächerübergreifenden Überlegungen thematisieren. Denn häufiger haben wir für beide Bereiche Vorwissen, das durchaus als Ausgangsposition für interdisziplinäre Überlegungen dienlich ist. Schließlich muss jede vernünftige Person auch im Alltag in der Lage sein, moralische Urteile bilden und neue Techniken beurteilen zu können, wenn sie diese anwenden bzw. nicht anwenden will. 8.2 Technik- und probleminduzierter Zugang der Wissenschaftsethik am Beispiel transgener Tiere Ethische Überlegungen zu einer anwendungsbezogenen Fragestellung haben zwei verschiedene Zugangswege: den technik- und den probleminduzierten Zugang (Dietrich 1998; Verein Deutscher Ingenieure 1991): • Unter dem technikinduzierten Zugang versteht man Überlegungen, die an einer schon bestehenden Technikentwicklung ansetzen, wie z. B. in diesem Falle: Es werden transgene Tiere für verschiedene Anwendungsbereiche erzeugt: Worin bestehen nun Chancen und Risiken (sog. Nutzen-Risiko-Analyse)? • Der probleminduzierte Ansatz thematisiert wissenschaftliche und ethische Aspekte, die über eine Nutzen-Risiko-Analyse hinausgehen und fragt danach, ob das Problem, das die neue Technologie lösen soll, auch tatsächlich gelöst wird. Oder wirft diese Technik gar größere medizinische oder auch ethische Probleme auf? Bei diesen Überlegungen kann man also einerseits nach der Angemessenheit der Mittel zur Erreichung eines bestimmten Ziels und andererseits nach der Legitimität der Zielsetzung selbst fragen. Im Bereich der transgenen Tiere be- 102 deutet dies, danach zu fragen, für welche Anwendung man transgene Tiere einsetzen will und warum. Ein probleminduzierter Zugang bei der Erzeugung transgener Tiere in der Landwirtschaft wäre, das Ziel der Ertragssteigerung durch transgene Tiere zu thematisieren und zu fragen, ob dies bei einer gleichzeitigen schon vorhandenen landwirtschaftlichen Überproduktion überhaupt sinnvoll ist. Im Bereich der Erzeugung transgener Tiermodelle für die Medizin, die beispielsweise der Erforschung neuer Medikamente dienen sollen, stellen sich dagegen die folgenden Fragen: Werden diese neuen Medikamente tatsächlich Patienten helfen? Welche Patientengruppen kommen als Nutznießer in Frage? Welche Kosten sind damit für das Gesundheitssystem verbunden? Welche Alternativen gibt es, das jeweilige Ziel zu erreichen? Besonders der Aspekt der Alternativen ist hierbei wichtig, der meist in einer eng geführten technikinduzierten Beurteilung außer Acht gelassen wird. Dennoch sind die Übergänge zwischen technik- und probleminduzierter Beurteilung fließend. In einer umfangreichen Technikbewertung ergänzen sich beide Ansätze eher, als dass sie als Gegensätze aufzufassen sind. Die hier angeführte Unterscheidung soll nur deutlich machen, dass der Zugang zur Fragestellung auch die Form, Art des Blickwinkels und der ethischen Bearbeitung lenkt. Zum Verständnis des hier gewählten Vorgehens ist anzumerken, dass die meisten Technikbewertungen zu Beginn bei dem technikinduzierten Blickwinkel ansetzen: Zuerst werden der Stand der Forschung erläutert, Zielsetzungen erklärt und dann nach dem Nutzen und den Risiken gefragt. Auch dieser Beitrag knüpft an die bereits vorhandene Einführung in die bio- und gentechnischen Methoden zur Erzeugung transgener Tiere an, wobei im Folgenden die tierethischen Aspekte näher dargestellt werden. 8.3 Die Ebene der ethischen Reflexion: Wie gelangt man zu tierethischen Argumenten? Die ethische Reflexion muss sich, bevor sie überhaupt auf konkrete Fragestellungen der Sollens- und Strebensethik eingeht, dreier Überlegungen annehmen, die Angelika Krebs (1997) deutlich herausgearbeitet hat: (1) Wie werden Werte zugeschrieben? (2) Wer/was kann Träger moralischer Werte sein? (3) Wer/was kann moralische Werte setzen? Dies ist umso notwendiger, wenn menschliche Eingriffe oder Handlungen nicht nur Menschen in unserem direkten Umfeld betreffen, sondern wenn auch Einflüsse auf Tiere, Pflanzen, die Umwelt, spätere Generationen oder auch Embryonen etc. zu erwarten sind. Da sich der vorliegende Beitrag explizit mit der Frage der gentechnischen Veränderung von Tieren für menschliche Zwecke beschäftigt, ist an dieser 103 Stelle zu klären, ob unser Verhalten gegenüber Tieren überhaupt moralisch relevant ist, und wenn das der Fall sein sollte, nach welchen Kriterien es beurteilt werden sollte. 8.3.1 Wie werden Werte zugeschrieben? Um nichtmenschlichen Wesen bzw. Nicht-Personen moralische Werte zuzuschreiben, kann man zwei Strategien verfolgen: Man kann traditionelle Moralargumente aus der zwischenmenschlichen Kultur (bzw. zwischen Personen) auf andere, nichtmenschliche Wesen ausdehnen (sog. Ausdehnungsstrategie), oder man verwendet absolute Argumente, die argumentativ davon ausgehen, dass es eine bestehende Wertordnung in der Natur gibt, die objektive Richtlinien für den Umgang mit der Natur und auch zwischen den Menschen enthält (Nida-Rümelin 1996b). 8.3.2 Wer oder was kann Träger moralischer Werte sein? Bei der Frage, wer oder was Träger moralischer Werte sein kann, werden meist die folgenden vier verschiedenen Moralkonzeptionen unterschieden: • Anthropozentrismus: Nur der Mensch/die Person hat einen moralischen Wert, wobei dieser Wert als Eigenwert zu verstehen ist, der die Schutzwürdigkeit der Person um ihrer selbst willen einfordert. Diese Position findet sich z. B. in allen formalistisch-rationalen Ethiken wieder, wie derjenigen Immanuels Kants oder der Diskursethik (Krebs 1997). • Pathozentrismus: Alle empfindungsfähigen/leidensfähigen Wesen sind moralisch zu berücksichtigen. Diese Position findet sich bei vielen Utilitaristen (z. B. Singer 1997) aber auch bei Mitleids-Ethikern (z. B. Wolf 1990). Klaus Peter Rippe (1994) und Angelika Krebs (1993) dehnen das Prinzip der Leidensvermeidung aus dem zwischenmenschlichen Bereich als anerkanntes Moralprinzip auch auf Tiere aus, sofern es keine plausiblen Argumente für die Nichtberücksichtigung von Tieren gibt. • Biozentrismus: Alles Lebendige muss moralisch berücksichtigt werden. Ein wichtiger Vertreter hierfür ist Albert Schweitzer mit seiner "Ehrfurcht vor dem Leben"-Ethik (Schweitzer 1923). • Ökozentrismus: Die Natur als Ganzes bzw. Ökosysteme müssen moralisch berücksichtigt werden. Vertreter hierfür sind aus der amerikanischen Diskussion Aldo Leopold, der Gründer der sog. 'landethics', oder aus der deutschen Diskussion Klaus-Michael Meyer-Abich. Plädiert diese Position auch für den Schutz der unbelebten Natur, wie z. B. Gesteine, so wird sie auch als Holismus bezeichnet. 104 Die letzten drei Konzeptionen werden z. T. als Physiozentrismus im weiteren Sinne zusammengefasst und dem Anthropozentrismus gegenübergestellt (Krebs 1997), wobei diese Klassifizierung bei verschiedenen Autoren nicht immer einheitlich verwendet wird. 8.3.3 Wer oder was kann moralische Werte setzen? Um die Frage zu klären, wer oder was moralische Werte setzen kann, muss man aus erkenntnistheoretischer Sicht klären, wie Werte entstehen. Hierbei kann man einerseits den erkenntnistheoretischen Wertanthropozentrismus vertreten, nach dem nur der Mensch als rationales, vernünftiges Wesen in der Lage ist, Dingen oder Wesen (moralische) Werte zuzuschreiben bzw. Werte zu erkennen. Diese Werte stehen in einer relationalen Beziehung zum Menschen. Dagegen gibt es auch Vertreter des erkenntnistheoretischen Wertphysiozentrismus, die die Existenz von Werten in der Natur unabhängig vom Menschen sehen und absolute (auch sog. inhärente) Werte definieren. Auch wenn an dieser Stelle nicht alle Spielarten und Querverbindungen der hier angesprochenen Grundüberlegungen aufgezeigt werden können, so sollen doch anhand einiger Erklärungen die internen Implikationen verschiedener Argumentationstypen verdeutlicht werden: Wenn man die Überzeugung für plausibel hält, dass es auch absolute, von der menschlichen Erkenntnis völlig unabhängige Werte in der Welt gibt (vgl. 8.3.3: erkenntnistheoretischer Wertphysiozentrismus), weil es sich z. B. um eine göttliche Wertordnung handelt, dann kann man im zweiten Schritt diese als absolute Argumente (vgl. 8.3.1) setzen. Ist man dagegen der Auffassung, dass nur der Mensch in der Lage ist, Werte im eigentlichen Sinne zu erkennen (vgl. 8.3.3: erkenntnistheoretischer Wertanthropozentrismus), dann ist die Argumentation mit absoluten Werten inkonsistent und es ist plausibler, eine argumentative Ausdehnungstrategie (vgl. 8.3.1) anzuwenden. Die Frage, wer oder was alles Träger von moralischen Werten sein kann, wird z. T. auch davon beeinflusst, welche erkenntnistheoretischen Voraussetzungen gemacht werden: so argumentieren Ökound Biozentrismus-Vertreter (vgl. 8.3.2) meist mit absoluten Werten (vgl. 8.3.1). Ethik ist somit immer auch eng mit grundsätzlichen Überlegungen zur Erkenntnistheorie ("Was und wie kann der Mensch erkennen?"), der Anthropologie ("Was ist der Mensch?") und der Naturphilosophie ("Was ist die Natur?") verbunden (Engels 1999a) und sollte auch in diesem breiten Kontext thematisiert werden. Ich werde im Folgenden für die praxisorientierte ethische Bewertung weniger auf die grundsätzliche Klärung dieser Fragen eingehen, sondern nach einem kurzen Exkurs in die Tradition tierethischer Überlegungen (vgl. 8.4) einen Einblick in eine der wichtigsten und am weitesten verbreiteten Argumentationen der schon bestehenden Tierethik-Diskussion geben. Hierbei handelt es sich um den Pathozentris- 105 mus (vgl. 8.5). Von diesen Überlegungen aus werden dann im Anschluss die Implikationen für die wissenschaftsethische Beurteilung im Falle transgener Tiere angesprochen. 8.4 Die Tradition tierethischer Überlegungen Als Ausgangspunkt für eine anwendungsbezogene, praxisnahe Ethik scheint es vorerst sinnvoll, an schon vorhandene moralische, weitgehend geteilte Argumente anzuknüpfen. Man kann hier zwar nicht direkt von einem Konsens sprechen, da bezüglich der Begründung moralischer Pflichten gegenüber Tieren innerhalb der Autorenschaft und zwischen den heute aktuell diskutierenden Interessensvertretern durchaus unterschiedliche Auffassungen bestehen. Dennoch gibt es, wie im Folgenden kurz ausgeführt werden soll, eine in unserer westlichen Kultur häufig geteilte Meinung, die den Schutz von Tieren vor menschlicher Willkür begrüßt bzw. einfordert. Schon in der Antike gab es Philosophen, die aus tierethischen Gründen für den Vegetarismus plädierten, wie z. B. Plutarchos von Chaironeia (ca. 45-120 n. Ch.) (vgl. Dierauer 1977). Die aktuellen Arbeiten zur Tierethik der letzten dreißig Jahre stehen in einer Denktradition, die u. a. im 18. Jahrhundert von Jeremy Bentham (1789) begründet wurde und in folgendem Zitat zum Ausdruck kommt: "Aber ein ausgewachsenes Pferd oder ein Hund sind unvergleichlich vernünftiger und mitteilsamere Lebewesen als ein Kind, das erst einen Tag, eine Woche oder selbst einen Monat alt ist. Doch selbst vorausgesetzt, sie wären anders, was würde es ausmachen? Die Frage ist nicht: Können sie denken? Oder: Können sie sprechen? Sondern: Können sie leiden?". 1883 erschien Animal rights von Henry Salt (deutsche Fassung: 1907), der damit den heute populären Begriff der "Tierrechte" thematisierte und der hundert Jahre später von dem amerikanischen Philosophen Tom Regan (1983) wieder aufgegriffen wurde. Die Verdienste der modernen TierethikVertreter liegen innerhalb der moralphilosophischen Diskussion u. a. darin7, • Begründungsstrategien der traditionellen Moralphilosophie auszubauen, • der Tierethik im Rahmen grundsätzlicher Überlegungen zum Mensch-Tier-Verhältnis Gehör zu verschaffen, 7 An dieser Stelle können nur wenige der inzwischen zahlreichen Monographien zur Tierethik genannt werden: Peter Singer (1975): Animal liberation; Stephan Clark (1977): Animals and their moral standing; Bernard Rollin (1981): Animal rights and human morality; Mary Midgley (1983): Animals and why they matter; Tom Regan (1983): The case of animal rights; Gotthard Teutsch (1987): Tierversuche und Tierschutz; Ursula Wolf (1990): Das Tier in der Moral; Rosemary Rodd (1990): Biology, ethics and animals; Jean Claude Wolf (1992): Tierethik. 106 • inkonsistente Argumentationen aufzudecken, die zum Ausschluss der Tiere aus der ethischen (im Sinne einer philosophischen Reflexion) und moralischen (im Sinne einer gelebten Alltagsmoral) Welt führten. Zudem gibt meist auch ein Blick auf die bestehenden rechtlichen Regelungen darüber Aufschluss, was als vorherrschende Moralmeinungen gilt8. So heißt es im Grundsatz (§1) des Deutschen Tierschutzgesetzes (DTschG ): "Zweck dieses Gesetzes ist es, aus der Verantwortung des Menschen für das Tier als Mitgeschöpf dessen Leben und Wohlbefinden zu schützen. Niemand darf einem Tier ohne vernünftigen Grund Schmerzen, Leiden oder Schäden zufügen." Das Zitat des DTschG zeigt in zweierlei Hinsicht, welche moralischen Traditionen auch heute noch in den meisten Überlegungen vorherrschen. Der erste Teil des Zitats steht in einer christlichanthropozentrischen Tradition. Denn durch die Formulierung "Verantwortung für das Mitgeschöpf" wird einerseits die christlich geprägte Vorrangstellung des Menschen innerhalb der Natur und andererseits der (Gottes-)Auftrag für die Sorge und Pflege der dem Menschen unterstellten Natur angedeutet. Der zweite Teil des Zitats zielt dagegen auf die Rücksicht auf das Leiden der Tiere ab und ist damit als pathozentrisches Argument einzuordnen (vgl. Nida-Rümelin und v. d. Pfordten 1996). Ich möchte nun im Folgenden den Pathozentrismus näher erläutern, denn er hat eine herausragende Position im Bereich der Tierethik. 8.5 Der Pathozentrismus Der Pathozentrismus ist die Konzeption, die Leidensfähigkeit bzw. Empfindungsfähigkeit für moralisch relevant hält und neben Menschen auch leidensfähige Tiere in den Kreis moralisch zu berücksichtigender Wesen einbezieht. Der Pathozentrismus ist eine sowohl in der allgemeinen als auch in der moralphilosophischen Diskussion weit verbreitete, tierethische Konzeption (Rippe 1994, Caspar 1999). Welche weitergehenden Gründe gibt es nun, den Pathozentrismus als Ausgangspunkt zu wählen? 8.5.1 Moralphilosophischer Hintergrund Leidensvermeidung an sich ist eine moralische "Leitidee", die in unserer Alltagsmoral große Bedeutung hat: Besonders in der Humanmedizin wird diese immer wieder 8 Natürlich gibt es auch grundsätzliche Unterschiede zwischen ethischen und rechtlichen Auffassungen. Nur im Idealfall sind juristische Normen deckungsgleich mit ethischen Normen, denn in juristische Normen fließen in einer parlamentarischen Demokratie nicht nur ethische, sondern auch politische, wirtschaftliche, soziale und ökonomische Überlegungen ein. 107 eingefordert. So sollen z. B. Tierversuche deshalb durchgeführt werden, um die Entwicklung neuer Medikamente voranzutreiben, um menschliches Leiden zu vermindern. Erkenntnisse aus Biologie, Evolutionstheorie und vergleichender Anatomie haben jedoch auch gezeigt, dass nicht nur der Mensch in der Lage ist zu leiden, sondern auch (einige) Tiere diese Eigenschaft aufweisen (vgl. hierzu 8.5.2). Neben der Rücksicht auf das Leiden anderer Wesen und damit deren Relevanz als moralische Objekte spielt aus moralischer Sicht auch die Motivation für diese Rücksichtnahme eine Rolle. Hierfür ist Mitleid eine grundlegende Eigenschaft bzw. ein Motiv für Handlungen der moralischen Subjekte. Die Bedeutung des moralischen Gefühls, wie z. B. des Mitleids, für die Ethik liegt u. a. in der Motivationskraft, Erlebtes oder Abstraktes zu bewerten, wie der Philosoph Max Scheler deutlich machte (1973). Es geht dabei weniger darum, das Gefühl selbst zum Wert zu erheben, sondern die besondere Qualität des "Geliebten", des "Bemitleideten" zu sehen. Sympathie bzw. Mitleid sind damit nicht Maß für eine Handlung, sondern stellen u. a. eine Quelle, eine Triebfeder dar. Bei Immanuel Kant findet sich in der Metaphysik der Sitten (Kant 1989 II § 17) der Hinweis, dass auch er die Fähigkeit zum Mitleiden als eine "der Moralität im Verhältnis zu anderen Menschen sehr diensame natürliche Anlage" sieht. Nach Entwicklungs- und Moralpsychologen sind zugleich moralische Gefühle wie Empathie, das Mitfühlen, das "sich in den anderen Hineinversetzen" wichtige Voraussetzungen für das Individuum, um überhaupt Moralität entwickeln zu können (Kohlberg 1996 S. 165f/331, Hoffman 1979). Die vorgenommene Unterscheidung zwischen moralischen Subjekten und moralischen Objekten, wie sie u. a. von Tom Regan (1983, 1997) vorgeschlagen wurde, ist hierbei eine wichtige Voraussetzung. Ansätze, in denen die Moral auf den Bereich der moralischen Akteure beschränkt bleibt, d. h. nur derjenige zur Moralgemeinschaft gehört, der selbst moralisch sein kann bzw. die Bedingungen der Möglichkeiten der Moralität aufweist (wie z. B. Vernunftfähigkeit, Diskursteilnahme, rationale Einsicht, Wünsche und Präferenzen), nennt man meist anthropozentrisch (vgl. 8.3). Bei dieser Konzeption besteht das Problem, dass konsequenterweise auch sog. "Human marginal cases" (menschliche "Grenzfälle", wie z. B. Embryonen, schwerst Geistigbehinderte, Komatöse) aus dem Kreis der moralisch relevanten Wesen argumentativ herausfallen, da ihnen genau diese Eigenschaften fehlen und sie nur über Zusatzargumente und nicht über die eigentliche Konzeption dieser Ethik in den Kreis geholt werden können. Die kantische Ethik sieht z. B. vor, dass nur solchen Wesen direkte Pflichten gegenüber zu leisten sind, die vernunftfähig sind, also "Personen" sind (Kant BA65, 66). In strittigen Fällen, also z. B. im Umgang mit Föten, wird es in dieser anthropozentrischen Argumentation notwendig, mit der Potentialität (ein Embryo hat die Potentialität eine Person zu werden, wenn er selbst auch noch keinen Personenstatus hat) zu argumentieren. Fraglich ist hierbei, ob es sich nicht um Argumente handelt, die sich der Plausibilität, der üblichen Lebenspraxis oder geteilten moralischen In- 108 tuitionen bedienen (vgl. z. B. Wimmer 1999) und sich nicht mehr direkt aus der eigentlichen Begründung der Moraltheorie ableiten lassen. Rationale Ethiken, wie die kantische oder die Diskursethik, gehen üblicherweise davon aus, dass es in Notfällen, in für den Menschen lebensbedrohlichen Situationen, nicht nur moralisch entschuldbar, sondern auch geboten sein kann, ein Tier oder gar mehrere Tiere zu opfern, also dem Menschen den Vorrang in der Abwägung einzuräumen. Aber auch in diesen Positionen kann man einfordern, dass dafür gute Gründe angeführt werden müssen. Die Beweislast bzw. Argumentationslast liegt also bei den Handelnden. Ansätze der anwendungsbezogenen Ethik müssen jedoch auch dem Umstand Rechnung tragen, dass wir in unserer gelebten Moral schon immer Rücksicht auch auf Wesen nehmen, die selbst nicht moralisch handeln können: z. B. Kleinkinder und Tiere. Wenn man nun für die Berücksichtigung von Tieren, der Umwelt und für den Schutz von Embryonen plädiert, dann scheint es klug, hierbei an schon vorhandene, zwischen den Personen anerkannte Moralprinzipien anzuknüpfen und somit die Argumentationsreichweite auch auf andere Wesen auszudehnen. Daher ist es argumentativ möglich, neben der (erkenntnistheoretischen) anthropozentrischen Sichtweise, dass nur der Mensch Werte erkennen kann, zusätzlich nichtmenschliche Lebewesen (wie Tiere) oder "Nicht-Personen" (wie z. B. Föten) aufgrund von ihnen innewohnenden, als moralisch relevant erachteten Eigenschaften zu berücksichtigen. Zu betonen ist, dass Mitleid/Sympathie mit rationalen moralischen Kriterien, wie z. B. der Unparteilichkeit und der Gerechtigkeit ergänzt werden müssen, da sonst die Universalisierbarkeit der Argumentation verloren geht. Im Einzelfall kann zwar die Bevorzugung eines Menschen (z. B. des eigenen Kindes) oder eines Wesens aufgrund unserer Gefühle verständlich sein. Aber trotz dieses Verständnisses ist es aus rationalen Gründen offensichtlich, dass wir die Bevorzugung nicht als weit verbreitete moralische Praxis, sozusagen als Prinzip "Bevorzuge immer deine Kinder vor den Kindern anderer Menschen", anstreben können. Eine Gleichbehandlung ist dagegen ein Prinzip, von dem man einsieht, dass es allen Interessen und Wünschen langfristig am ehesten nahe kommt, denn kein Mensch will durch die Parteilichkeit des anderen benachteiligt werden. Ein moralischer Grundsatz, der der pathozentrischen Position erst ihre Aussagekraft verleiht, ist somit der Gleichbehandlungssatz, der in dieser Form u. a. von Gotthard Teutsch in die tierethische Diskussion gebracht wurde (Teutsch 1987, 1999). Hierbei handelt es sich um die Ausdehnung des Gleichheitssatzes von den Menschen auch auf die Tiere, der besagt, dass gleiches seiner Gleichheit gemäß und ungleiches seiner Ungleichheit gemäß behandelt werden soll. Individuen sollen gleich behandelt werden, es sei denn, es gibt relevante Unterschiede, die eine ungleiche Behandlung erlauben. Solange Tiere die gleiche Eigenschaft, wie z. B. die Leidensfähigkeit, im Vergleich zu Menschen haben, gibt es auch keine moralischen Gründe, sie ungleich zu behandeln. Allerdings ist dieser moralische Grundsatz 109 manchmal sehr schwierig in die Praxis umzusetzen. Dabei kann man nach Teutsch verschiedene Problemebenen unterscheiden: • Wie erkennt man Gleiches als Gleiches und stellt Unterschiede fest? Ein möglicher Unterschied zwischen Mensch und Tier: Menschen wissen um Ursachen von Leiden oder um das baldige Ende (z. B. beim Zahnarzt). • Welche Andersbehandlung ist gemäß den Unterschieden angemessen, erlaubt oder gar geboten (z. B. besondere artgemäße Anforderungen)? • Wie ist in unumgänglichen Konfliktsituationen oder Notwendigkeiten mit dem Gleichbehandlungsprinzip umzugehen? Diese Problematik kann an dieser Stelle nicht ausführlicher behandelt werden. Dennoch macht sie deutlich, dass zur Beurteilung, was in einer bestimmten Situation ethisch richtig oder falsch ist, auch Kenntnisse von der Sache (z. B. biologische Grundlagen von Schmerzen und Leiden), aber auch erkenntnistheoretische Fragen (wie und wann kann man vom Leiden bei Tier und Mensch sprechen) notwendig sind. Anwendungsbezogene Ethik, die solche praxisnahen Kriterien wie Leidensvermeidung anführt und nicht nur formale Regeln aufstellt (wie z. B. die kantische formale Regel: "Handle nur nach derjenigen Maxime, durch die du zugleich wollen kannst, dass sie ein allgemeines Gesetz werde" (Kant 1989 B 52)), ist damit schon von der Sache her ein interdisziplinäres Unterfangen. 8.5.2 Erkenntnistheoretischer und empirischer Hintergrund Das Prinzip der Leidensvermeidung setzt voraus, dass man sich darüber im Klaren ist, was Leiden eigentlich ist. Eine mögliche Definition von Leiden gibt Marian Stamp Dawkins (1986): "Leiden ist das Erleben einer breiten Palette extrem unerfreulicher subjektiver (Geistes-)Zustände". Es handelt sich meist um einen länger andauernden oder häufig auftretenden Zustand, der unterschiedliche Folgen auf Physiologie und Verhalten hat. Als mittelbare Beweise für Leiden gelten daher Verletzungen oder Krankheiten sowie physiologische Veränderungen, die von der Norm abweichen, allerdings nur, wenn sie pathologisch sind. Zwischen Menschen ist es möglich mittels Analogieschlüssen auf Gefühle, Empfindungen wie Schmerz, Leiden und Freude zu schließen. Der Analogieschluss bedeutet hier, dass der Mensch, von seinen eigenen Erfahrungen ausgehend, ein Urteil darüber bildet, wie es im "Inneren" des anderen aussieht. Sicher stellt hier die Sprache eine erhebliche Erleichterung dar, hinzu kommen noch Mimik und Gestik. Damit muss man sich aber vergegenwärtigen, dass dem Menschen nur diese Form der Erkenntnis, der Analogieschluss, ebenfalls beim Einschätzen von Leiden bei Tieren zur Verfügung steht (Badura 1999). Hierbei haben wir zwar größere Schwierigkeiten, da die zwischenmenschlichen "Indizien" fehlen. Doch durch wissenschaftliche Untersuchungen (z. B. Sammeln biologischer Fakten) kann man Vermutungen un- 110 termauern und absichern. Tatsache ist, dass viele Tiere wie Menschen spezifische Nervenfasern besitzen, die auf äußere Reize mit Schmerzempfinden reagieren (sog. Nocirezeptoren). Das Leiden von Tieren ist damit durch Plausibilität und mittels intersubjektiver Überprüfung von mittelbaren Beweisen nachvollziehbar (Wolff 1993), und es gibt keine guten Gründe davon auszugehen, dass Tiere nicht leiden. Das eigentliche Problem besteht jedoch eher in der empirischen Sammlung von Daten und deren Bewertung. Auch ist die kognitive Verarbeitung von Schmerzreizen und der Zusammenhang zu physischem und psychischem Schmerz nur bedingt geklärt. Daher scheint es sinnvoll davon auszugehen, dass bisher nur ein Teil des Verhaltens erklärbar und messbar ist. Aus Unwissenheit oder fehlenden biologischen Fakten zu tierischem Leiden folgt jedoch nicht, dass Tiere nicht leiden und es folgt vor allem nicht, dass der Mensch daher keine Rücksicht darauf nehmen müsse. 8.6 Pathozentrismus – auf die Praxis der transgenen Tiere bezogen 8.6.1 Ist Gentechnik per se zu verurteilen? Transgene Tiere sind Tiere, deren Genom durch gen- und biotechnische Methoden verändert wurde. Es wurden hierbei artfremde Gene bzw. DNA-Abschnitte hinzugefügt, aber auch vorhandene ausgeschaltet (sog. Knockout-Tiere). Ein gängiges Argument von Kritikern der Gentechnik am Tier (aber auch bei Pflanzen) ist, dass man sich bei der herkömmlichen Zucht nur des schon vorhandenen Genpools bei der Manipulation bedienen könne. Transgene Organismen seien dagegen unnatürlich. Diese Unnatürlichkeit kann hierbei Verschiedenes bedeuten: • es gebe unvorhersehbare und unerwünschte Folgen für Tiere, die Natur und den Menschen; • es sei nicht innerhalb der Evolution entstanden; • es sei ein Frevel gegen Gottes Schöpfung. Es reicht m. E. nicht aus, aufgrund der "technischen" oder "unnatürlichen" Vorgehensweise direkt darauf zu schließen, dass die Gentechnik als Methode als schlecht zu bewerten ist. Ansonsten begeht man argumentativ einen Sein-Sollens-Fehlschluss, bei dem man von dem "wie es ist" darauf schließt, "wie es aus moralischer Sicht sein soll". Der Verweis, dass ein bestimmter Eingriff in die Natur nicht natürlich sei, reicht argumentativ keinesfalls aus, um diese Technik abzulehnen. Vielmehr müssen die dahinter stehenden Argumente (unerwünschte Folgen, Beein- 111 trächtigung der Evolution oder der Schöpfung9) auf ihre sachliche und ethische Relevanz geprüft werden (vgl. Müller 1997). Wenn es moralisch relevante Kriterien gibt, dann sind diese nicht in der Methode an sich, sondern in den Folgen für Mensch, Tier oder Natur zu suchen. Dabei muss beurteilt werden, ob diese Folgen aus moralischer Sicht unerwünscht oder unerlaubt sind. Meine Ausgangshypothese für die folgenden Überlegungen ist daher, dass zwischen transgenen Tieren und Tieren, die mit herkömmlichen Methoden gezüchtet werden – oder nicht mit gentechnischen Methoden, sondern durch den Einsatz von stark mutagenen Stoffen – aus ethischer Sicht zunächst einmal kein Unterschied besteht. 8.6.2 Empirische Aspekte des Leidens bei transgenen Tieren Prinzipiell kann die gentechnische Veränderung von Tieren, so der Veterinärmediziner Broom (Broom 1997), auf deren Wohlergehen (engl.: welfare) einen positiven, neutralen oder negativen Einfluss haben. Aus pathozentrischer Sicht ist es nun wichtig die möglichen Schäden genauer auszuleuchten. Schäden bzw. negative Einflüsse auf Gesundheit und Wohlbefinden von transgenen Tieren, die als "Leiden" aufgefasst werden können, können bei der gentechnischen Veränderung durch drei verschiedene Faktoren entstehen (Reenen und Blockhius 1997): • durch Reproduktionsverfahren und biotechnische Veränderungen (z. B. Klonierungstechnik). • durch Mutationen, die bei der Insertion des Transgens auftreten können. • durch Genprodukte, die von dem eingebauten Genkonstrukt exprimiert werden (Expressionsstärke, -dauer und -ort sind hierbei ausschlaggebend). Kriterien wie Geburtsrate, Anzahl der Missgeburten, Lebensdauer und Häufigkeiten von genetisch bedingten Krankheiten, Verletzungen, Entwicklungsschäden sowie Verhaltensschäden müssten bestimmt werden, um Veränderungen und Einflüsse auf das Individuum und die Population messen zu können (Broom 1997). 9 Eine Berücksichtigung des Evolutionsargumentes und auch des schöpfungstheologischen Argumentes ist durchaus problematisch, da sie argumentativ entweder theologisch oder biozentrisch fundiert sind. Zur weiterführenden kritischen Würdigung: Krebs (1997) bzw. Potthast (1999). Allerdings sind evolutionstheoretische Kenntnisse im Rahmen hypothetischer Folgerungen, was alles z. B. durch die Freisetzung eines gentechnisch veränderten Organismus im Ökosystem geschehen kann, durchaus relevant (siehe auch Hüsing et al. 1998 S. 152) 112 Aus Studien zu transgenen Tieren sind durchaus Fälle bekannt, die mit Leiden für die Tiere verbunden sind. So litten transgene Mäuse und Schweine, die das Gen für das humane Wachstumshormon transferiert bekamen, unter krankhaften Organveränderungen und Schädigungen des Skeletts durch zu schnelle Gewichtszunahme (Pursel et al. 1989, Idel 1999). Durch den ungerichteten Einbau der transgenen Elemente kann es zu Insertionsmutationen kommen, die in Einzelfällen zur morphologischen Deformation von Beinen bei transgenen Mäusen führten (Woychik et al. 1985). Das Klonen von Tieren ist von großem Interesse für diesen Forschungszweig, da einmal vorhandene transgene Tiere sich effektiv vervielfachen ließen. Inzwischen ist bekannt, dass für diese Technik jedoch signifikante Unterschiede zu normalen Fortpflanzungstechniken vorliegen können. So zeigen neuere Studien, dass geklonte Säugetiere unter dem sog. Large-Calf-Syndrom leiden können. D. h., diese Tiere sind bei der Geburt zu groß, was das Mutter- bzw. Ammentier oder auch das Jungtier selbst beim Geburtsvorgang schädigen kann (Mossmann 1998). Außerdem wurden auch physiologische Schäden wie Blutkörperchenmangel festgestellt, der zum Tod von geklonten Kälbern führte (Anonymus 1999). Dies sind natürlich nur fragmentarische Aufzeichnungen eines bisher wenig untersuchten Bereiches der Forschung. Bisher sind viel zu wenige systematische Untersuchungen vorhanden, um hierüber ein abschließendes Bild gewinnen zu können. Ein wichtiger Punkt, der leider häufig außer Acht gelassen wird, ist der, dass für transgene Tiere, im Gegensatz zur gewöhnlichen Tierzucht, meist optimale Bedingungen in der Haltung gar nicht in Frage kommen. Aus gesetzlichen Gründen ist z. B. das Optimum für normale Nutztierhaltung, nämlich Freilandhaltung, eher eingeschränkt, wobei dies insbesondere für kleinere Tiere gilt. Eine Freisetzung transgener Tiere ist z. B. in Deutschland nicht erlaubt. Das soll nicht heißen, dass normale Nutztiere anders oder besser gehalten werden, aber dort ist dies eindeutig anzustreben und die Tierhaltung hängt vor allem von ökonomischen und weniger strengen rechtlichen Randbedingungen ab. Auch die Gewinnung der Eizellen für die gentechnische Veränderung und das anschließende Implantieren muss mit in die Überlegungen einbezogen werden. Hierbei handelt es sich um chirurgische Eingriffe unter Anästhesie. Man kann diese Eingriffe zwar nicht direkt als leidvolle Erfahrung, aber durchaus als Belastung für die Tiere interpretieren. Das Problem der bisherigen Methoden der gentechnischen Veränderung von Tieren ist, dass die Integration neuer Gene oder das Ausschalten bestimmter Gene sehr ungerichtet verläuft, d. h., man kann das Ergebnis nicht vorhersagen. Weiterhin muss man bei der gentechnischen Veränderung bedenken, dass Effekte sich häufig erst in der 2. oder 3. Generation zeigen, daher müssen diese mit einbezogen werden. 113 8.7 Weitergehende ethische Kriterien für die Beurteilung der Erzeugung und Verwendung transgener Tiere Bei der Beurteilung kann man die ethisch relevanten Kriterien zum einen auf das Tier und zum anderen auch auf den Menschen beziehen. Es gibt also auch anthropozentrische Argumente, die z. B. die Erzeugung (bestimmter) transgener Tiere verbieten, und zwar nicht um der Tiere selbst willen, sondern weil es dem Menschen bzw. der Gesellschaft schaden könnte10. Andererseits wäre es auch denkbar, aus pathozentrischer Sicht z. B. dafür zu plädieren, bestimmte transgene Tiere zu erzeugen. Hierbei könnte es sich beispielsweise um transgene Tiere handeln, die krankheitsresistent wären. Aus pathozentrischer Sicht, die das Leiden von Tieren als ethisch falsch beurteilt, wäre es daher wichtig zu wissen, ob mit einer bestimmten Erzeugung und Verwendung transgener Tiere Leiden oder Schäden für diese Tiere verbunden wären. Hierzu müssen folgende Punkte aus der empirischen Sicht berücksichtigt werden: • Sind mit dem Zuchtergebnis physiologische oder verhaltensbiologische Schäden der Tiere verbunden? • Wie häufig sind Missgeburten? • Welche Belastungen entstehen durch chirurgische Eingriffe? • Welche negativen Folgen können auch in späteren Generationen auftreten? • Welche Einschränkungen der Tiere sind durch die Haltungsbedingungen gegeben? Darüber hinaus kann man jedoch fragen, ob Leiden das einzig moralisch relevante Kriterium ist, das Rücksicht gegenüber Tieren einfordert. Was wäre z. B., wenn man schmerzempfindungsfreie Tiere züchten könnte? Nach einer rein pathozentrischen Argumentation wäre dies ethisch legitim, da die Tiere schließlich nicht mehr in der Lage wären, Leiden zu erfahren und damit die Handlungsmaxime "Füge Tieren kein Leid zu" erfüllt wäre. Es ist jedoch durchaus fraglich, ob damit alle moralischen Überlegungen und Intuitionen abgedeckt sind. Es sei daher an dieser Stelle erwähnt, dass biozentrische oder holistische Positionen wieder häufiger vertreten werden, da der Pathozentrismus in den Augen vieler nicht mehr argumentativ ausreicht, moralischen Intuitionen gerecht zu werden, die sich gegen bestimmte Arten der Manipulation von Tier und restlicher Natur richten. Ein solches weitergehendes Konzept ist u. a. das Konzept des Eigenwertes des Tieres, das den Wert eines Tieres unabhängig von seiner Nützlichkeit für den Menschen 10 Für eine solch umfassende Argumentation sei auf Engels (1999b) verwiesen, die am Beispiel der Xenotransplantation aufzeigt, dass sich anthropozentrische und tierethische Argumente gemeinsam für den Tierschutz anführen lassen. 114 versteht (Verhoog 1992)11. Lebendigkeit, speziesspezifische Natur und der Individualisierungsgrad bestimmen in dieser Konzeption den moralischen Status der verschiedenen Lebewesen. Per definitionem besteht damit ein Prima-facie-Schutz aller Organismen (und damit auch ihrer Lebensräume). Allerdings besteht auch hier eine moralische Abstufung, so dass der Schutz von selbstbewussten Tieren und Menschen über dem von anderen Tieren steht und diese wiederum über den Pflanzen stehen12. Der Prima-facie-Schutz der Tiere bedeutet für die Praxis, dass keine Manipulation oder kein Eingriff an Tieren vorgenommen werden darf, wenn nicht vernünftige oder gute Gründe vorliegen. Eine ähnliche Funktion hat auch der Begriff "Würde der Kreatur". Beiden Begriffen, dem des "Eigenwertes des Tieres" (engl. intrinsic value of animals) und dem der "Würde der Kreatur" ist gemeinsam, dass sie Eingang in die gesellschaftliche Diskussion und in die Gesetzgebung (z. B. in den Niederlanden und der Schweiz) gefunden haben. Sie sind sicher nicht immer aus philosophischer Sicht ganz unproblematisch, da hier Wertannahmen dahinter stehen, die nicht von jedem geteilt werden. Dennoch sind auch sie hilfreich, eine neue Diskussion um den moralisch richtigen Umgang mit Tieren unter besonderer Berücksichtigung der Instrumentalisierung mittels moderner Technologien in Gang zu setzen.13 Wie bereits angedeutet, können bei einer ethischen Beurteilung natürlich nicht nur ethische Argumente, die die Tiere betreffen, berücksichtigt werden, sondern es müssen auch solche thematisiert werden, die den Menschen betreffen. Müller (1995) nennt hier u. a. folgende Punkte: • Die Erzeugung und Verwendung transgener Tiere muss aus ethischer Sicht daraufhin geprüft werden, ob sie der menschlichen Gesundheit schadet oder förderlich ist. • Die Sicherung der Ernährungsgrundlage der Menschheit und auch das Nachhaltigkeitsgebot müssen in der Beurteilung berücksichtigt werden. • Zugleich sollten auch Aspekte der Vertrautheit (wie wir gewohnt sind, Tiere wahrzunehmen) und ästhetische Aspekte bei der Zucht gewahrt werden. Hierzu wäre noch zu ergänzen, dass auch die Rolle von reinem Forschungsinteresse und Neugierde, die häufig gerade in der biologischen Forschung, wie z. B. bei der 11 Zur weiteren inhaltlichen Bearbeitung siehe auch den Sammelband von Dol et al. (1999). 12 Diese Abstufung erinnert sehr an die aristotelische ‘scala naturae’, die man als metaphysische Konzeption einer Naturordnung verstehen kann und die damit bestimmte philosophische und moralische Begründungslasten mit sich bringt. Andererseits mag es gerade aus der Philosophiegeschichte heraus verständlich sein, dass dieses Konzept durch seine lange Tradition auch heute noch in neuen Gewändern der modernen Ethik wieder auftaucht. 13 Weiterführende Literatur zum Begriff „Würde der Kreatur“ siehe Teutsch 1995; Baranzke 1996; Praetorius und Saladin 1996; Balzer et al. 1997. 115 Erzeugung von Tierchimären angeführt werden, ebenfalls kritisch als moralischer Wert unserer Gesellschaft zu hinterfragen ist. Um die Relevanz dieser hier angeführten Kriterien strukturierter zu diskutieren, ist es dienlich, die unter 8.1 erwähnte Matrix zur Strebens- und Sollensethik einzuführen. Die folgende Aufteilung verschiedener Überlegungen in diese Matrix ist durchaus idealtypisch zu betrachten und kann keine vollständige Klassifikation von Argumenten leisten, denn viele ethische Argumente liegen quer zu dieser Unterscheidung. Dennoch ist diese Matrix für eine Einführung in wissenschaftsethische Themenstellung m. E. sehr hilfreich, da gerade durch den Versuch einer Klassifikation die jeweiligen Spannungsfelder eröffnet werden (vgl. Dietrich 1998). So kann der Begriff "Gesundheit" zum einen aus individuell strebensethischer Perspektive beleuchtet werden: Der Einzelne will ein glückliches, gesundes Leben führen, und dies soll ihm mit Hilfe der neuen Technik ermöglicht werden. Ein strebens-ethischer Blick auf die Gesellschaft rückt vom Fokus des individuellen Wohls ab und fragt nach dem Selbstverständnis der Gemeinschaft oder den allgemeinen sozialen Werten, die durch die Einführung der neuen Technologie oder Therapie verändert werden könnten. Hier stellt sich auch die Frage nach dem Mensch-TierVerhältnis: Ist eine Gesellschaftskonzeption als gelungen zu bezeichnen, in der die Menschen Tiere fast ausschließlich instrumentalisieren und sie nur noch als Quelle für Nahrung, Kleidung, Forschung und Organe (wie z. B. im Falle der Xenotransplantation) sehen? Die reine Instrumentalisierung von Tieren könnte aber unseren Vorstellungen von einem guten Leben widersprechen, denn zu dieser gehört u. a. auch, dass man mit anderen Wesen und der Natur (halbwegs) in Harmonie lebt. Mit dem breiten Einsatz von Tieren in der Forschung und in der industriellen Landwirtschaft wird unser Bedürfnis nach Harmonie verletzt. Schließlich könnte diese Ignoranz gegenüber tierischem Leiden auch eine "Verrohung" der menschlichen Gesellschaft mit sich bringen, denn eine Abstumpfung gegenüber dem Leid anderer Wesen könnte auch den zwischenmenschlichen Beziehungen schaden. Andererseits kann aus individuell sollensethischer Perspektive die Frage aufgeworfen werden, welche Rechte und Pflichten wir gegenüber anderen Individuen haben. So wäre es denkbar, einerseits das Recht auf Selbstbestimmung beim Kauf von gentechnisch veränderten Lebensmitteln zu thematisieren oder aber auch die Frage zu klären, welche Pflicht der Einzelne hat, anderen leidenden Wesen (Menschen wie Tieren) zu helfen. Der sollensethische gesellschaftliche Blickwinkel kann dagegen auf Fragen der Gerechtigkeit abzielen: Ist die derzeitige Verteilung von Lebensmitteln und Medikamenten gerecht bzw. nach welchen Kriterien ist die gerechte Verteilung von Gütern zu beurteilen? Unter diesem Punkt könnte man auch näher behandeln, ob Tiere gleich wie Menschen zu behandeln sind oder unter welchen Umständen Andersbehandlungen erlaubt oder geboten sind. 116 8.8 Zusammenfassung und Fazit: Interdisziplinäre Bearbeitung wissenschaftsethischer Themen Für die interdisziplinäre Bearbeitung einer wissenschaftsethischen Fragestellung wird folgende Trennung vorgeschlagen: In der naturwissenschaftlichen Disziplin können folgende Aspekte bearbeitet werden: • die möglichen Anwendungsgebiete, • Möglichkeiten, Grenzen ("Was kann man tatsächlich schon alles erforschen? "Welche Alternativen gibt es?"), • Risiken ("Welche gesundheitlichen Schäden können durch den Verzehr des Fleisches gentechnisch veränderter Tiere entstehen?"). Dagegen wird man im Ethik- oder Religionsunterricht eher Fragen zu den grundsätzlichen ethischen Kriterien aufwerfen: • Welche Rolle spielen Leid/Mitleid in ethischen Überlegungen? • Wie kommen solche ethisch relevanten Güter wie Gesundheit, Ernährung und Schönheit zustande? • Wie wägt man Güter untereinander ab? etc. Hierbei wird wiederum deutlich, dass in die ethische Beurteilung einer neuen Technologie neben grundsätzlichen ethischen Wertannahmen (wie z. B. Gesundheit, Gerechtigkeit, Vermeiden von Leiden etc.) auch empirisches Wissen über tatsächliche und mögliche Folgen einfließen müssen. Daher ist es meist aus didaktischen Gründen geeigneter, solch eine ethische Bearbeitung am konkreten Anwendungsbeispiel vorzunehmen14. Tabelle 8.1 soll abschließend noch einmal anhand einer Gegenüberstellung aufzeigen, inwiefern sich die ethische und die empirisch-wissenschaftliche Bearbeitung auf den verschiedenen Ebenen ergänzen. Zugleich sollte die Trennung zwischen wissenschaftlichen und ethischen Urteilen nach wie vor aufrecht erhalten werden: Die Frage, ob der Mensch auf das Leiden von Tieren in ethischer Hinsicht Rücksicht nehmen soll, ist erst einmal unter Rekurs auf ethische Theorien zu klären. In einem zweiten Schritt wird es im konkreten Fall dann relevant, ob durch einen Eingriff Tiere leiden, und ob dieses Leiden bei der Beurteilung dieser Technologie als nicht wünschenswert bzw. nicht erlaubt beurteilt werden muss. 14 Als solch eine exemplarische Ausführung sei auf den Beitrag ‘Xenotransplantation: transgene Tiere als Organquelle’ verwiesen (Schicktanz 2000). 117 Tabelle 8.1: Mögliche Aufteilung der interdisziplinären Bearbeitung wissenschaftsethischer Fragestellungen am Beispiel transgener Tiere auf Ethik- und naturwissenschaftlichen Unterricht Ethische Reflexion Wer oder was ist moralisch relevant? Sollensethisch: Rücksicht auf Leiden nehmen. Bei Mensch und Tier in gleichem Maß? Strebensethisch: Harmonisches Mensch-Tier-Verhältnis, Verrohung, Ästhetik Sollensethisch: Sind die Folgen erlaubt, verboten oder geboten? Sind die Risiken anderen zumutbar? Strebensethisch: Sind die Folgen wünschenswert? Abwägung von Gütern Naturwissenschaft Wer oder was ist betroffen? Leiden die Tiere? Biologische (ethologische, physiologische etc.) Forschung Welche Folgen für die Tiere (Haltung, Nachwuchs etc.) sind noch zu erwarten? Biologische (ethologische, physiologische etc.) Forschung Nutzen und Risiken für den Menschen Sind der erwartete Nutzen und die Zielsetzung realistisch? Sind die Risiken zu regulieren? (z. B. Schutz vor Missbrauch?) Die Erarbeitung der vorliegenden wissenschaftlichen und ethischen Fachinhalte geschah im Rahmen meiner Dissertation zu wissenschaftlichen und ethischen Aspekten der Xenotransplantation, welche in einem von der DFG finanzierten Projekt "Neue Perspektiven der Transplantationsmedizin" am Lehrstuhl für Ethik der Biowissenschaften, Universität Tübingen verankert ist. Für hilfreiche Kommentare zu diesem Beitrag danke ich Prof. Dr. Eve-Marie Engels und Micha H. Werner. 8.9 Literatur Anonymus (1999): Cloning may cause long-lasting health problems. Lancet 353 (9163), 1489 Badura, J. (1999): Leidenserfahrung: Streitbare Überlegungen zur Tierschutzethik. ALTEX 16 (4), 273-279 Balzer, P. et al.: Was heißt Würde der Kreatur? Bern (Schweiz): Bundesamt für Umwelt, Wald und Landschaft 1997 118 Baranzke, H.: Das Tier - ohne Würde, Heil und Recht? Jahrbuch 1995. Essen: Kulturwissenschaftliches Institut 1996 Bentham, J. (1789): An Introduction to the principles of morals and legislation. Hrsg. von J. H. 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(Hrsg.): Wissenschaftsethik - Leitideen für Schule und Bildung. Im Erscheinen 2000 Dol, M. et al.: Recognizing the intrinsic value of animals. Assen: Van Gorcum 1999 Engels, E.-M. (1999a): Natur- und Menschenbilder in der Bioethik des 20. Jahrhundert. 7-42. In: Engels, E.-M. (Hg.): Biologie und Ethik. Stuttgart: Reclam 1999 Engels, E.-M. (1999b): Biologische, medizinische und ethische Aspekte der Xenotransplantation. 128-147. In: Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft e.V. Berlin (Hrsg.): Gentechnik - Grenzzone menschlichen Handelns? Karlsruhe: Verlag Versicherungswirtschaft GmbH 1999 Hoffman, M. L.: Eine Theorie der Moralentwicklung im Jugendalter. 252-266. In: Montada, L. (Hrsg.): Brennpunkte der Entwicklungspsychologie. Stuttgart: Kohlhammer 1979 119 Hüsing, B., Engels, E.-M., Frick, T. W., Menrad, K., Reiß, T.: TechnologiefolgenAbschätzung Xenotransplantation. Bern: Schweizerischer Wissenschaftsrat 1998 Idel, A. (1999): Mehr Fleisch, mehr Milch, mehr Krankheiten. Gen-ethischer Informationsdienst 132 (April/Mai), 7-11 Kant, I.: Grundlegung zur Metaphysik der Sitten (Auszüge). Werkausgabe in 12 Bänden; 7. Kritik der reinen Vernunft. Grundlegung zur Metaphysik der Sitten. W. Weischedel. Frankfurt a. M.: Suhrkamp 1989 Kohlberg, M.: Die Psychologie der Moralentwicklung. Frankfurt a. M.: Suhrkamp 1996 Krebs, A. (1993): Haben wir moralische Pflichten gegenüber Tieren? Dtsch. Z. Philos. 41 (6), 995-1008 Krebs, A.: Naturethik im Überblick. 337-379. In: Krebs, A. (Hrsg.): Naturethik. Frankfurt/M.: Suhrkamp 1997 Mossmann, H. (1998): Tierschutzaspekte bei transgenen Tieren. 67-73. In: Evangelische Akademie Bad Boll (Hrsg.): Gene und Klone. Möglichkeiten sowie ethische Grenzen der Bio- und Gentechnologie bei Tieren. Protokolldienst 20/98 Müller, A.: Gentechnik in der Tierzucht: Eine ethische Bewertung der Methode. 5170. In: Lohner, M., Sinemus, M. K., Gassen, H. G. (Hrsg.): Transgene Tiere in Landwirtschaft und Medizin. 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Frankfurt: Vittorio Klostermann 1990 Wolff, M.: Kann man Leiden von Tieren naturwissenschaftlich erfassen? In: Buchholtz, C. et al. (Hrsg.): Leiden und Verhaltensstörungen bei Tieren. C. Basel: Birkhäuser 1993 Woychik, R. P. et al. (1985): An inherited limb deformity created by insertional mutagenesis in a transgenic mouse. Nature 318, 36-40 123 9. Umsetzung der Fortbildungsinhalte in Unterrichtskonzepte Als Einführung in diese Gruppenarbeitsphase stellte Frau Schatte die neuen Lehrpläne für die Fächer Biologie (2- und 4-stündig) sowie Ethik (4-stündig) in der Kursstufe an Gymnasien vor. Inhalte der Fortbildungsveranstaltung "Reproduktions- und Gentechnik bei Tieren" lassen sich im Fach Biologie in der Lehrplaneinheit 4 "Angewandte Biologie", im Fach Ethik in der Lehrplaneinheit 5 "Technik, Wissenschaft und Verantwortung" umsetzen. Die Vorworte zu den jeweiligen Lehrplaneinheiten machen deutlich, welche Akzente dabei gesetzt werden sollen: "In immer stärkerem Maße wird Biologie zu einer zukunftsorientierten Grundlagenwissenschaft. Die Schülerinnen und Schüler erkennen, dass Forschungen und Erkenntnisse der Biowissenschaften zusammen mit der Entwicklung technologischer Verfahren ein Niveau erreicht haben, das es ermöglicht, manipulierend in biologische Strukturen und Prozesse einzugreifen. Den unbestrittenen Chancen stehen andererseits Ängste vor möglichen Risiken gegenüber. Die Frage, "ob wir alles machen dürfen, was wir machen können", führt dabei zur Diskussion ethischer Bewertung biotechnischer Entwicklungen. Den Schülerinnen und Schülern sollen in dieser Lehrplaneinheit die fachlichen Grundlagen und Möglichkeiten beschrieben, erklärt und durch eine Exkursion anschaulich vor Augen geführt werden. Dadurch werden sie befähigt, sich fundiert an der Diskussion zu dieser Thematik auch in der Öffentlichkeit zu beteiligen." (Lehrplaneinheit 4, Angewandte Biologie, Biologie 4stündig, Kursstufe Gymnasium). "Die Forschungen und Erkenntnisse der Biowissenschaften zusammen mit der Entwicklung technologischer Verfahren ein Niveau erreicht, das es ermöglicht, manipulierend in biologische Strukturen und Prozesse einzugreifen. Damit wird es möglich, neuartige biologisch-technische Projekte und Anwendungen in Angriff zu nehmen. Diesen unbestrittenen Chancen stehen andererseits Ängste vor möglichen Risiken gegenüber. Den Schülerinnen und Schülern sollen in dieser Lehrplaneinheit die fachlichen Grundlagen und Möglichkeiten beschrieben, erklärt und durch eine Exkursion anschaulich vor Augen geführt werden. Dadurch werden sie befähigt, sich fundiert an der Diskussion zu dieser Thematik auch in der Öffentlichkeit zu beteiligen." (Lehrplaneinheit 4, Angewandte Biologie, Biologie 2-stündig, Kursstufe Gymnasium). "Die Schülerinnen und Schüler lernen die Bedeutung von Technik und Wissenschaft sowie deren Einfluss auf das menschliche Denken und Handeln kennen. Sie setzen sich mit der Ambivalenz der von der modernen Wissenschaft geprägten Entwicklung auseinander und erkennen die zentrale Bedeutung und die unterschiedlichen Dimensionen des Begriffs "Verantwortung". Bei der Darstellung gegenwärtiger 124 probleme aus den Bereichen Biologie, Medizin und Medien werden anhand von Fallbeispielen Handlungsalternativen entwickelt und beurteilt. Über die Frage nach der Mitverantwortung des Wissenschaftlers, des Politikers, der Öffentlichkeit und jedes Einzelnen kommen die Schülerinnen und Schüler zur Reflexion ihres eigenen Handelns." (Lehrplaneinheit 5, Technik, Wissenschaft und Verantwortung, Ethik 4-stündig, Kursstufe Gymnasium). Wichtige Intentionen des neuen Lehrplans sind • Vernetzung von Inhalten, • erklärende und problemlösende Biologie sollte im Vordergrund stehen, • schülerzentrierte Arbeitsformen, • Einsatz neuer Medien, • Exkursionen, • Schülerpraktika. Anschließend sollten die Teilnehmerinnen und Teilnehmer die Inhalte der Fortbildung in Unterrichtskonzepte umsetzen. Dabei war ihnen freigestellt, in welcher Weise sie dies tun wollten. Folgende Vorschläge standen zur Auswahl: • Welche Inhalte der Fortbildung eignen sich gut für die Umsetzung im Unterricht? • Wie könnte eine fächerverbindende Unterrichtseinheit aufgebaut sein? • Welche schülerzentrierten Arbeitsformen (z. B. Gruppenpuzzle, Lernzirkel) könnte man einsetzen? • Welche Diskussionsthemen bieten sich an? • Welche Firmen oder Institute könnten besichtigt werden? • Welche Medien gibt es zu diesem Thema? • Wie können Schülerinnen und Schüler ihre Betroffenheit in Engagement umsetzen? Auf Grund ihrer Neigungen und Interessen bildeten die Teilnehmerinnen und Teilnehmer drei Gruppen, die Unterrichtskonzepte zu den Themen • Konzeption einer fächerverbindenden Unterrichtseinheit zum Thema "Menschenzüchtung" (7 Teilnehmerinnen und Teilnehmer), • Einsatz schülerzentrierter Arbeitsformen in einer Lehrplaneinheit zum Thema "Gentechnik" (4 Teilnehmerinnen und Teilnehmer) 125 • Konzeption einer Unterrichtseinheit zum Thema "Einsatz transgener Tiere als neues Verfahren zur Medikamentenherstellung am Beispiel der Mukoviszidose" (3 Teilnehmerinnen und Teilnehmer) ausarbeiteten und anschließend dem Plenum präsentierten. Die Ergebnisse der Arbeitsgruppen werden im Folgenden vorgestellt 9.1 Unterrichtskonzept 1: Konzeption einer fächerverbindenden Unterrichtseinheit zum Thema "Menschenzüchtung" Die Arbeitsgruppe setzte sich zum einen mit den Hemmnissen auseinander, die der Durchführung fächerverbindender Unterrichtseinheiten üblicherweise entgegenstehen und entwickelte Lösungsansätze. Zum anderen wurde eine konkrete fächerverbindende Unterrichtseinheit in groben Zügen konzipiert, die sich mit dem Thema "Menschenzüchtung" befasst. Die Gruppe strebte an, eine Unterrichtseinheit zu konzipieren, in der die vier Fächer, evangelische Religion, katholische Religion, Ethik und Biologie miteinander verbunden werden. In der Gruppe herrschte Einigkeit, dass das "Zusammenbringen von vier in einem Boot" schwierig ist, aber funktionieren kann, wenn die beteiligten Fachkolleginnen und -kollegen miteinander im Austausch stehen und gut zusammenarbeiten können. Wenn auch eine Stundenzusammenlegung als unmöglich eingeschätzt wurde, sollte fächerverbindender Unterricht dennoch im Rahmen des normalen Stundenplans organisierbar sein, da ein Großteil der Schülerinnen und Schüler die Fächerkombination Biologie und Ethik/Religion gewählt hat. Lediglich ein kleiner Teil der Schülerinnen und Schüler, die statt Biologie Physik bzw. Chemie belegt haben, könnten nicht an allen Elementen dieser Unterrichtseinheit teilnehmen. Wegen des Koordinationsaufwandes wurde eine langfristige Planung im Voraus als unerlässlich angesehen. Eine "Verordnung durch die Direktion" wurde als eine sehr hilfreiche Unterstützung bei der Überwindung von Hemmnissen angesehen. Als Alternative bietet es sich an, diese fächerverbindende Unterrichtseinheit im Rahmen von Projekttagen durchzuführen. Auch für einen Seminarkurs erschien den Teilnehmerinnen und Teilnehmern das Thema gut geeignet. In der Vorbereitungsphase müssen die beteiligten Kolleginnen und Kollegen gemeinsam den Stundenbedarf für die Unterrichtseinheit festlegen und die Inhalte und Zuständigkeiten verteilen, so dass jede Lehrkraft in ihrem Unterricht die entsprechenden Voraussetzungen schafft und Querverbindungen zu den anderen beteiligten Fächern aufzeigt. Als Einstieg und "gemeinsamer Startschuss" in die Unterrichtseinheit wurde vorgeschlagen, dass sich alle beteiligten Schülerinnen und Schüler den Film GATTACA aus dem Jahr 1998 gemeinsam anschauen. Dieser etwa 1,5stündige Spielfilm ist ein Science Fiction, in dem Designer-Menschen - aus Rea- 126 genzgläsern geboren - die Gesellschaft beherrschen. Die Gen-Struktur bestimmt die Zukunft jedes Einzelnen. In dieser Welt stehen einem Menschen mit den richtigen Genen alle Türen offen, nicht jedoch Personen, die auf natürlichem Weg gezeugt und einen leichten genetischen Schaden aufweisen oder selbst nur die mögliche Anlage zu einem genetischen Defekt. Hauptperson des Films ist ein solcher "genetischer Underdog", dem es gelingt, in die Welt der "genetisch Überlegenen" einzudringen, indem er eine andere Identität annimmt, um seinen beruflichen Traum, Raumfahrer zu werden, zu verwirklichen. Zum einen entspinnt sich eine Liebesgeschichte, zum anderen gerät die Hauptperson unschuldig in eine Mordermittlung und läuft Gefahr, dass seine wahre Identität erkannt wird. Nähere Informationen zu diesem Film unter http://www.sony.at/pictures/gattaca Aus dem Film ergibt sich zum einen die Aufgabe für den Biologieunterricht, die im Film gezeigten visionären Anwendungen der Bio- Gentechnik beim Menschen (Reproduktionstechniken, Genanalyse und Gentests, transgene Lebewesen) näher zu untersuchen und z. B. zu erarbeiten, was davon heute schon machbar ist. Im Ethikund Religionsunterricht könnte thematisiert werden, welche Menschenbilder dem Film zu Grunde liegen, wie die Selektion von Menschen zu bewerten ist, und es können Kriterien zur Bewertung des Films erarbeitet werden. Insgesamt soll die Unterrichtseinheit so konzipiert sein, dass den Beteiligten klar wird, dass eine umfassende Behandlung des Themas nur durch eine Kombination von Biologie, Ethik bzw. Religion möglich ist. Eine Podiumsdiskussion, an der alle Beteiligten der Unterrichtseinheit teilnehmen, könnte die gemeinsame Abschlussaktion sein. 9.2 Unterrichtskonzept 2: Einsatz schülerzentrierter Arbeitsformen in einer Lehrplaneinheit zum Thema "Gentechnik" Die Arbeitsgruppe stellt folgende Überlegungen vor, welche schülerzentrierten Arbeitsformen für eine Unterrichtseinheit zum Thema "Gentechnik" geeignet sein können: Als Einstieg in eine solche Unterrichtseinheit wird vorgeschlagen, das Diskussionsspiel "Genzeit" aus dem aktuell-spiele-Verlag, erschienen im Jahr 1988 einzusetzen. Die Spieldauer beträgt etwa 1-2 Stunden. In Gruppen von 4-6 Spielern wird ein Berliner Hearing nachgespielt. Die Spieler entscheiden nach einem Austausch der Argumente, inwiefern Samenspende, Retortenbabys oder die Möglichkeiten der Gentechnik gefördert oder verboten werden sollen. Die getroffenen Entscheidungen können durch neue Ereignisse, Chancen, Risiken, Bürgerproteste oder illegale Forschung (über Ereigniskarten) umgestoßen werden (nähere Informationen zu diesem Spiel z. B. über http://www.aktuell-spiele-verlag.de oder http://www.spielarchiv.de/ spiel/g/genzeit/genzeit.htm. 127 Durch dieses Spiel soll Problembewusstsein geschaffen werden und die Schülerinnen und Schüler werden Fragen formulieren, die einen probleminduzierten Zugang ermöglichen. Zu diesem Zeitpunkt bietet sich auch an, die Schülerinnen und Schüler Mindmaps erstellen zu lassen. Anschließend können Methoden der Gentechnik erarbeitet werden. Im Teilnehmerkreis herrschte Uneinigkeit, ob für diese Arbeitsphase schülerzentrierte Arbeitsformen geeignet sein können, da die Thematik als sehr komplex eingeschätzt wurde. Ein Teil der Teilnehmenden würde daher in dieser Phase Informationsvermittlung durch die Lehrkraft bevorzugen. Eine Teilnehmerin berichtete jedoch von sehr positiven Erfahren mit einem Gruppenpuzzle zu gentechnischen Methoden. Unterlagen zu einem solchen Gruppenpuzzle sind auf der CD-ROM "Biologie Kompendium" enthalten, die über das LEU erhältlich ist. Sie wurde herausgegeben von Dr. Jürgen Braun und Thomas Dürr. Als Schüleraktivität kann sich dann ein Praktikum anschließen. Darauf aufbauend könnten die Schülerinnen und Schüler zum einen Kurzreferate zu den verschiedenen Reproduktionstechniken ausarbeiten, zum anderen erscheint ein Gruppenpuzzle geeignet, um verschiedene Anwendungsbeispiele der Gentechnik (z. B. transgene Pflanzen, transgene Tiere) zu erarbeiten. Es schließt sich eine Beurteilung der Anwendungen der Gentechnik an, wobei auch Recherchen im Internet durchgeführt werden können, um unterschiedliche Positionen zur Gentechnik zu ermitteln. Den Stundenbedarf für diese Unterrichtseinheit hat die Arbeitsgruppe nicht bestimmt. 9.3 Unterrichtskonzept 3: Konzeption einer Unterrichtseinheit zum Thema "Einsatz transgener Tiere als neues Verfahren zur Medikamentenherstellung am Beispiel der Mukoviszidose" Die Gruppe stellt eine etwa fünfstündige Unterrichtseinheit zum Thema "Einsatz transgener Tiere als neues Verfahren zur Medikamentenherstellung am Beispiel der Mukoviszidose" vor. Die 1. Unterrichtsstunde dient der Einführung und der Organisation der Gruppenarbeit. Als Einstieg wird ein Fallbeispiel dargestellt, ggf. ein Ausschnitt aus dem Film "Die zweite Evolution?" gezeigt und Leitfragen formuliert. In der 2. Stunde werden relevante Begriffe durch ein Brainstorming gesammelt und mit Hilfe des Mindmap- 128 ping strukturiert. Daraus werden Themen für Gruppenarbeiten abgeleitet. Hier wird eine Vorbereitung bzw. Vorgabe durch die Lehrenden als sinnvoll erachtet; zumindest ein steuerndes Eingreifen der Lehrkraft wird als unerlässlich angesehen. In der 3. und 4. Stunde erarbeiten die Schülerinnen und Schüler in Gruppen verschiedene Themen anhand von Materialien, die von der Lehrkraft vorbereitet wurden. Als Themen für die Gruppenarbeiten bieten sich an • Biologische Aspekte 1, z. B. Reproduktionstechniken • Biologische Aspekte 2, z. B. Gentechnik, transgene Tiere • Medizinische Aspekte, z. B. Mukoviszidose und Behandlungsmöglichkeiten • Ethische Aspekte In der 5. und 6. Stunde werden die Ergebnisse der Gruppenarbeiten zusammengeführt und gemeinsam bewertet. In der Diskussion dieses Unterrichtskonzepts wurde angemerkt, dass es sich als problematisch erweisen kann, dass die ethischen Aspekte durch die Gruppe erarbeitet werden sollen, ohne dass zuvor die biologischen Grundlagen vermittelt wurden. 129 10. Hinweise zur Beschaffung weiterführender Literatur, Materialien und Informationen zum Thema Die nachfolgenden Hinweise zu Informationsmaterialien und –quellen erheben keinen Anspruch auf Vollständigkeit. Insbesondere die Hinweise auf Internetquellen veralten schnell; ob die entsprechenden Informationen noch existieren, muss daher immer wieder überprüft werden. 10.1 Besonders empfehlenswerte Bücher, Zeitschriften und Internetangebote zum Thema Reproduktions- und Gentechnik bei Tieren • Transgene Tiere in Landwirtschaft und Medizin - eine Modellveranstaltung zur allgemeinen Weiterbildung. M. Lohner, K. Sinemus, H.G. Gassen (Hrsg.), Neckar-Verlag GmbH, Villingen-Schwennnigen (1997), ISBN 3-7883-0881-8 Dieses Buch fasst die Ergebnisse einer Seminartagung der Pädagogischen Arbeitsstelle für Erwachsenenbildung in Baden-Württemberg zusammen. Neben Fachkapiteln zu den Themen Naturwissenschaften, Ethik, Landwirtschaft, Medizin und Recht gibt es auch Anregungen zur fachdidaktischen Umsetzung in der Schule und Erwachsenenbildung. • Ammann, D.; Vogel, B. (2000): Transgene Nutztiere: Landwirtschaft – Gene Pharming – Klonen. SAG-Studienpapier B4, März 2000 Die Schweizerische Arbeitsgruppe Gentechnologie SAG steht der Gentechnik sehr kritisch gegenüber. Die SAG wirkt als Dachorganisation von rund 20 Schweizer Verbänden aus den Bereichen Umwelt, Naturschutz, Tierschutz, Medizin, Entwicklungszusammenarbeit, biologischer Landbau und KonsumentInnenschutz. Ihr Studienpapier zu transgenen Nutztieren stellt eine sehr gut recherchierte und kompetent aufbereitete Zusammenstellung der aktuellen wissenschaftlichen Literatur zum Thema dar, wobei der aktuelle Wissensstand sehr kritisch interpretiert wird. Das Arbeitspapier kann kostenlos als pdf-Datei aus dem Internet heruntergeladen werden unter http://www.gentechnologie.ch/Studienpapiere.htm • Ethische Aspekte der Erzeugung und Haltung transgener Nutztiere. A. Müller, Ferdinand Enke Verlag Stuttgart (1995). Die Darstellungen von Müller gliedern sich in zwei Teile. Der empirische Teil gibt einen naturwissenschaftlichen Überblick über Methoden zur Erzeugung transgener Nutztiere, das Gene Pharming, die Steigerung der Produktivität und Veränderung der Produktqualität, sowie die Erzeugung krankheitsresistenter Tiere. Im zweiten, 130 wertenden Teil werden Methoden zur ethischen Beurteilung vorgestellt und die Beispiele des ersten Teiles anhand dieser Kriterien bewertet. • Beer, W., Bremekamp, E., Droste, E., Wulff, C. (1999): Gentechnik. Arbeitshilfen für die politische Bildung. Bonn: Bundeszentrale für politische Bildung. Diese Arbeitshilfen bieten allen pädagogisch Interessierten Basisinformationen zur Gentechnik. Einleitend werden didaktisch-methodische Überlegungen und Prinzipien sowie die Bedeutung des „Themas Gentechnik“ für die politische Bildung diskutiert. Die Arbeitshilfen sind gegliedert in die Themenfelder: Humanmedizin, Landwirtschaft, Nahrungsmittelherstellung, industrielle Produktion, Wirtschaft, biologische Waffen. In „Sachinformationen“ werden die wichtigsten Ziele, Verfahrensweisen, Produkte sowie Diskussionslinien skizziert. Die thematisch gegliederten „Materialien“ spiegeln Fakten und Positionen in Originaltönen wider; Presseartikel, Rollen- und Planspiele, Fragebogen, Schaubilder und Folienvorlagen bieten Beispiele und methodische Anregungen für die Konzeption von Veranstaltungen. Ein Kapitel stellt relevante ethische Konzepte und ein Modell zur ethischen Urteilsbildung in der politischen Bildung als Argumentationshilfe für Diskussionen vor. Die Arbeitshilfen wenden sich an pädagogische Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter in der außerschulischen politischen Bildung sowie der beruflichen Weiterbildung; sie können aber auch in der Sekundarstufe oder zum Selbststudium genutzt werden. Zu beziehen sind die Arbeitshilfen gegen eine Versandkostenpauschale bei der: Bundeszentrale für politische Bildung, Pressestelle, Berliner Freiheit 7, 53111 Bonn. Bestellung auch über das Internet möglich; http://www.bpb.de • Revermann, C.; Hennen, L. (2000): TA-Projekt "Klonen von Tieren". TAB-Arbeitsbericht Nr. 65. Berlin: Büro für Technikfolgen-Abschätzung beim Deutschen Bundestag. Kostenlos durch schriftliche Bestellung zu beziehen beim Büro für Technikfolgen-Abschätzung beim Deutschen Bundestag, Neue Schönhauser Str. 10, 10178 Berlin, Fax 030 28491119, Email [email protected]; http://www.tab.fzk.de; oder im Buchhandel erhältlich als • Christoph Revermann und Leonhard Hennen: "Das maßgeschneiderte Tier. Klonen in Biomedizin und Tierzucht". Studien des Büros für Technikfolgen-Abschätzung, Band 9. edition sigma, Berlin, Februar 2001. ISBN 3 89404 818 2 • Die Akademie für Technikfolgenabschätzung Baden-Württemberg bietet auf ihrer Internetseite http://www.ta-akademie.de umfangreiche Informationen zum Thema "Klonen", darunter die Broschüre "Klonen - Stand der Forschung, ethische Diskussion, rechtliche Aspekte", die als Papierversion bestellt oder als pdf-Datei heruntergeladen werden kann, Hinweise auf weiterführende Literatur, eine Linkliste sowie ein Glossar medizinisch-naturwissenschaftlicher Fachausdrücke. • Die Europäische Gruppe für Ethik der Naturwissenschaften und der Neuen Technologie berät die Europäische Kommission zu ethischen Aspekten von 131 Wissenschaft und neuen Technologien im Zusammenhang mit der Vorbereitung und Umsetzung von Gesetzgebung und Politik auf europäischer Ebene. Informationen über die Arbeit dieser Expertengruppe, ihre Mitglieder sowie ihre bislang erarbeiteten Stellungnahmen sind unter http://europa.eu.int/comm/ european_group_ethics/index_en.htm abrufbar. Speziell für das Thema dieser Fortbildung liegen folgende Stellungnahmen vor, die als pdf-Dokumente unter http://europa.eu.int/comm/european_group_ethics/avis_old_en.htm abrufbar sind: Nr. opinion n° 1 opinon n° 7 opinon n° 9 Datum 03/1993 Titel The ethical implications of the use of performanceenhancers in agriculture and fisheries 21/05/1996 Ethical aspects of genetic modification of animals 28/05/1997 Ethical aspects of cloning techniques • Sehr empfehlenswert ist die Zeitschrift „Gen-ethischer Informationsdienst (GID)“ des Genethischen Netzwerks, einer gentechnikkritischen Organisation, die in ihrer Zeitschrift sehr aktuelle, gut recherchierte, kenntnisreiche, kritische Informationen und Positionen zu verschiedensten Anwendungsbereichen der Gentechnik bietet, darunter auch zum Thema Reproduktions- und Gentechnik bei Tieren. Unter www.gen-ethisches-netzwerk.de/gen.html stellt das Genethische Netzwerk kritische Hintergrundinformation zu den Bereichen Gen- und Reproduktionstechnik ins Netz. Über diese Adresse sind auch das Inhaltsverzeichnis und Artikel der Zeitschrift Genethischer Informationsdienst (GID) in Auszügen herunterzuladen. Links führen zu deutschen Biotechnologie- und Pharmaunternehmen und zu Forschungseinrichtungen. • Der Bundesverband der Tierversuchsgegner - Menschen für Tierrechte e.V. bietet auf seiner Internetseite http://www.tierrechte.de in der Rubrik "Schwerpunkte" unter dem Punkt "Gentechnik" Informationen zum Thema Gentechnik bei Tieren. Hier sind Übersichtsartikel zum "Stand der Dinge", zu "Transgene Tiermodelle", "Xenotransplantation", "Gene Pharming", "Klonen von Tieren", "Patentierung von Tieren" sowie Hinweise auf weiterführende Literatur abrufbar. • EIBE ist die European Initiative for Biotechnology Education. Sie wird von der Europäischen Kommission finanziert. Auf der Startseite www.rdg.ac.uk/EIBE/ stehen dem Nutzer Unterrichtsmaterialien als Download zu verschiedenen Aspekten der Gentechnik zur Verfügung. Die Materialien setzen sich aus Hintergrundinformationen und Vorschlägen für Gruppenarbeiten zusammen. Sie sind für Schüler von 16–19 Jahren konzipiert. Unter www.rdg.ac.uk/EIBE/ DEUTSCH/DU11.HTM findet man eine ausgearbeitete Unterrichtseinheit in deutscher Sprache zu „Transgenen Tieren“. • Unter www.transgenics.com finden sich die Seiten des Biotechnologieunternehmens Genzyme Transgenics Corporation. Das Unternehmen gehört zu den 132 weltweit führenden Einrichtungen in der Entwicklung und Produktion therapeutischer Proteine in der Milch transgener Tieren. • Das schottische Unternehmen PPL ist ebenfalls weltweit führend in der Anwendung transgener Tiere für die Produktion von menschlichen Proteinen für Therapie und Ernährung (www.ppl-therapeutics.com). • Das Unternehmen Infigen bietet Genomics-Dienstleistungen für die Tierzucht, Reproduktionstechniken sowie somatische Klonierung an (www.infigen.com). 10.2 Weiterführende Materialien und Informationsquellen zum Thema Reproduktions- und Gentechnik bei Tieren • Auswirkungen biotechnischer Neuerungen in der Tierzucht Schriftenreihe des Bundesministeriums für Ernährung, Landwirtschaft und Forsten, Reihe A: Angewandte Wissenschaft Heft 443, Landwirtschaftsverlag GmbH, Münster (1995), ISBN 3-7843-0443-5 Diese Informationsschrift des Bundesministeriums für Ernährung, Landwirtschaft und Forsten fasst in einem Kapitel die wichtigsten Entwicklungstrends in der modernen Tierzucht zusammen. Weitere Kapitel beschäftigen sich mit den ökonomischen, administrativen und juristischen Auswirkungen dieser Entwicklung. • Biotechnologie für den Agrar- und Ernährungsbereich – Stand und Perspektiven Schriftenreihe des Bundesministeriums für Ernährung, Landwirtschaft und Forsten, Reihe A: Angewandte Wissenschaft Heft 471, Köllen Druck+Verlag GmbH (1998), ISBN 3-88579-323-7 Diese Informationsschrift des Bundesministeriums für Ernährung, Landwirtschaft und Forsten listet in knapper, systematischer Form wissenschaftliche Methoden und Anwendungen der Biotechnologie im Bereich der Nutzpflanzen und Nutztiere auf. Darüber hinaus werden die wichtigsten Instrumente zur Forschungsförderung und Technologiebewertung dargestellt und eine Einschätzung derzeitiger Rahmenbedingungen vorgenommen. • Biotechnologie – Gentechnik: Eine Chance für neue Industrien Th. von Schell, H. Mohr (Hrsg.), Springer Verlag (1994), ISBN 3-540-58651-2 Diese Veröffentlichung der Akademie für Technikfolgenabschätzung in BadenWürttemberg stellt die Ergebnisse einer mehrstufigen Untersuchung zur Biotechnologie dar. Fachgutachten zu naturwissenschaftlichen, sozioökonomischen und ethischen Fragestellungen, Untersuchungen zum wirtschaftlichen Potential der Biotechnologie in Baden-Württemberg sowie die Dokumentation eines Dis- 133 kursverfahrens geben einen umfassenden Überblick über alle Bereiche der Biound Gentechnik. • Der Deutsche Tierschutzbund ist Europas größte Tier-und Naturschutzdachorganisation. Auf seiner Internetseite http://www.tierschutzbund.de bietet er u. a. Informationen zu Tierversuchen und Tierschutz in der landwirtschaftlichen Nutztierhaltung. • Hintergrundinformationen zu bioethischen Fragestellungen bietet das Deutsche Referenzzentrum für Ethik in den Biowissenschaften (DRZE) (www.drze.de). Aufgabe des Referenzzentrums ist die zentrale umfassende und aktuelle Sammlung, Dokumentation, Bereitstellung und Aufbereitung national und international relevanter Informationen, Dokumente und Literatur zur Ethik in den Biowissenschaften und der Medizin. Dabei verfolgt es das Ziel, den Zugang zu solchen Informationen entweder zu erleichtern oder überhaupt erst zu ermöglichen und zugleich die Präsenz der deutschen Beiträge in der internationalen Diskussion zu verstärken. • Das Interfakultäre Zentrum für Ethik in den Wissenschaften www.izew.unituebingen.de bietet Links zu wissenschaftsethisch tätigen Institutionen, zu Datenbanken, zu Onlineliteratur, Mailing-Listen und Tagungen. Unter „Schule und Bildung“ werden die Ergebnisse des Forschungsprojektes „Schule Ethik Technologie (SET)“ präsentiert. Nach einer Bestandsaufnahme der Rolle wissenschaftsethischer Themen in der Schule wurden Konzepte und Materialien für die Behandlung wissenschaftsethischer Themen im Unterricht bzw. in der Aus- und Fortbildung von Lehrerinnen und Lehrern entworfen und deren Praxisrelevanz in einem Modellversuch überprüft. Außerdem befindet sich eine europäische Literaturdatenbank zur Dokumentation der Ethik der Biotechnologie (ENDEBIT) im Aufbau. • Engels, E.-M. (Hrsg.) (1999): Biologie und Ethik. Philipp Reclam jun., Stuttgart. ISBN 3 15 009727 4. Sammelband mit Aufsätzen zu verschiedenen Themen aus dem Bereich Biologie und Ethik. Für das Thema "Gentechnik und Tiere" sind drei Aufsätze relevant. • Hüsing, B.; Schicktanz, S.: Bestandsaufnahme von aktuellen FuE-Aktivitäten und -Trends auf dem Gebiet der Xenotransplantation von Organen. Karlsruhe : ISI, 2000, 121 S., DM 24,-. Zu beziehen über die Bibliothek des Fraunhofer ISI, Tel. 0721-68 09-218/217; E-Mail [email protected] • Hüsing, B.; Engels, E.-M.; Frick, Th.; Menrad, K.; Reiß, Th.: Technikfolgenabschätzung Xenotransplantation. Bern: Schweizerischer Wissenschaftsrat, 1998, 246 S. Kostenlos zu beziehen beim Schweizerischen Wissenschafts- und Technologierat, Zentrum für Technologiefolgen-Abschätzung, Inselgasse 1, 134 3003 Bern, Schweiz. Fax. 0041-31-323 36 59, Email (Sekretariat): [email protected] 10.3 Ausgewählte Informationsangebote zum Thema Gentechnik • Riewenherm, S., Hoffmannn, M. (Hrsg.) (2000): Gentechnologie. Rotbuch 3000. ISBN 3-434-53510-1. Das Buch gibt einen kurzen Überblick über die Grundlagen und die verschiedenen Anwendungsbereiche der Gentechnologie. Knappe Ausführungen zu den Stichworten: Gentechnik in der Medizin, Pränatal-/Präimplantationsdiagnostik, Gentechnik und Lebensmittel sowie rechtliche und ökonomische Aspekte. Randnotizen zu aktuellen Pressezitaten, Hintergrundsinformationen und Fallbeispielen aus der Lebenspraxis. Adressen- und Literaturverzeichnis mit den wichtigsten Internetseiten zu den Themen. • Schallies, M., Wellensiek, A. (1995): Biotechnologie/Gentechnik – Implikationen für das Bildungswesen. Arbeitsbericht. Akademie für Technikfolgenabschätzung in Baden-Württemberg, Nr. 46. ISBN 3 930241 48 X. • Arbeitsgemeinschaft der Umweltbeauftragten der Gliedkirchen in der Ev. Kirche in Deutschland (Hrsg.) (2000): Gentechnik – Bewahrung der Schöpfung. Gesammelte Beiträge zu den Themen Mikrobengenetik, Gen-Food, Gendiagnostik und -therapie, Xenotransplantation, Klonierung mit einleitender Einführung in die Grundlagen der Genetik und Gentechnik. In knapper Form präsentiert die Broschüre Nutzen und Risiken gentechnologischer Anwendungen und diskutiert sie kritisch bezüglich ihrer ethisch-moralischen, religiösen und rechtlichen Dimensionen. Viele Abbildungen und Merkkästen informieren über derzeitige gesetzliche Regelungen, Anwendungen und Methoden der Gentechnik, öffentliches Meinungsbild und ökonomische Daten. Im Anhang findet sich ein umfangreiches Adressenund Literaturverzeichnis und eine Liste der relevanten Rechtsetzungen. Kann gegen eine Schutzgebühr von 8 DM angefordert werden bei: Institut für Kirche und Gesellschaft, z. Hd. Frau Weber, Berliner Platz 12, 58638 Iserlohn, E-Mail: [email protected] • Beck, J., Keupp, H., Förderkreis Reutlinger Lehrerfortbildung (Hrsg.) (1998): Leben in der Hand des Menschen – Gentechnik-Bioethik-Lebensethik. Ohne Angst verschieden sein zu können – Förderung von Lebenssouveränität in einer postmodernen Gesellschaft. Schriftenreihe des Förderkreises Reutlinger Lehrerfortbildung, Heft 14. 135 • Marquart, R., Informationssekretariat Biotechnologie Dechema e.V.; Bundesministerium für Bildung und Forschung (Hrsg.) (2000): Biotechnologie – Basis für Innovationen. Bundesministerium für Bildung und Forschung, Bonn. Die Broschüre gibt einen Überblick über verschiedene Anwendungsfelder der Biotechnologie. Der Leser wird über die Bedeutung der Gen- und Biotechnologie in der Medizin, der Landwirtschaft, Wirtschaft und Gesellschaft informiert. Aufbauend auf die Vermittlung von Grundlagenwissen zur allgemeinen Genetik, Methoden der Gentechnik und Sicherheitsbestimmungen, wird über Nutzen, Risiken und Grenzen in den Bereichen der Humangenomforschung, Gendiagnostik, -therapie, Genetic Fingerprinting, innovativer Biochip-Technologien, Gene Pharming, Gen-Food, und transgener Tiere berichtet. Die Broschüre beschäftigt sich darüber hinaus mit der ökonomischen Dimension der Patentregelungen in der Biotechnologie und nimmt Stellung zu den gegenwärtigen und zukünftigen sozialen und ethischen Folgen innovativer Biotechnologien. Kann kostenlos bezogen werden bei: Bundesministerium für Bildung und Forschung, Pressestelle, 53170 Bonn. • Unter www.leu.bw.schule.de/allg/gentechnik/ können Dokumentationen von Lehrerfortbildungen zu den Themen Gentechnik bei Pflanzen, Gentechnik bei Tieren und Gendiagnostik in der Humanmedizin als pdf-Datei heruntergeladen werden. Die zu Grunde liegenden Fortbildungen wurden als Pilotveranstaltung im Rahmen der Zukunftsoffensive Junge Generation Ende 1999/ Anfang 2000 vom Fraunhofer-Institut für Systemtechnik und Innovationsforschung durchgeführt. • Institut für Pädagogik in den Naturwissenschaften: IPN: www.ipn.uni-kiel.de • Ein journalistisches Internet-Magazin stellt das Internet-Angebot www. lifescience.de dar. Tagesaktuelle Neuigkeiten, Hintergrundberichte aus Forschung und Wirtschaft, Diskussionsforen, spezielle Lehrer- und Schülermaterialien sowie Verknüpfungen zu anderen Informationsdiensten und Akteuren der Biotechnologie-Szene sollen ein umfassendes Informationsangebot bereitstellen. In „Bioschool“ finden sich spezielle Informationsmaterialien für Lehrer und Schüler. • Aktuelle Informationen und Hintergrundberichte zu politischen und wissenschaftlichen Aspekten der Gentechnik finden sich unter www.lifegen.de Außerdem findet man dort eine Seite mit Buchneuerscheinungen aus dem Bereich Biotechnologie und kann im Archiv nach Informationen zu grüner, roter und Umweltbiotechnologie recherchieren. • Unter www.lebenswissen.de findet man Informationen, Veranstaltungshinweise sowie Links anlässlich der Initiative „2001: Das Jahr der Lebenswissenschaften“. Innerhalb dieser Initiative, die vom Bundesministerium für Bildung und Forschung, dem Stifterverband und den großen Forschungsorganisationen getragen wird, präsentieren Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler "Forschung zum 136 Anfassen". Das Themenspektrum reicht von der Evolutionsbiologie über die Genforschung bis zur Bionik. • In Berlin existiert seit einiger Zeit ein gläsernes Labor, das unter www. glaesernes-labor.de Informationen zur Gentechnik sowie zu Schüler- und Lehrerfortbildungen zugänglich macht. • Das Biotech-Mobil, eine Gemeinschaftsaktion der Bayerischen Staatsregierung und des Bundesministeriums für Bildung, Wissenschaft, Forschung und Technologie im Rahmen der BioRegio-Projektförderung, ist unter www.biotechmobil.de im Internet vertreten. • Die Universität Kassel bietet unter www.uni-kassel.de/fb19/genetics/hotlinks. html eine Link-Sammlung rund um die Gen- und Biotechnologie. Unter anderem wird werden auch Links speziell für Lehrer und Lehramtskandidaten angeboten. • Die Website www.teachersnews.net präsentiert sich als Informationsquelle rund um das Thema Schule. Hier findet man Informationen u. a. auch zu den Fächern Biologie und Ethik. • Die Website der „Schweizer Informationsstelle des Schwerpunktprogramms Biotechnologie“ (www.bics.ch) bietet unter „Schule und Biotechnologie“ viele Informationen und Anregungen. Das Ziel dieses Kompendiums ist es aufzuzeigen, welche Mittel den Lehrern heute zur Verfügung stehen, um das Thema Biotechnologie, speziell Gentechnologie, im Unterricht zu behandeln. • Unter www.dechema.de kommt man auf die Startseite der deutschen Gesellschaft für Chemische Apparatewesen, Chemische Technik und Biotechnologie e. V. Auf verschiedenen Unterseiten wie dem Dechema-Schülerclub (www.dechemax.de), den Seiten des Informationssekretariats Biotechnologie (www.i-s-b.org/isbframe.htm) oder den Seiten der Vereinigung der Biotechnologie-Unternehmen (VBU: www.dechema.de/biotech/vbu.htm) finden sich aktuelle Neuigkeiten, Hintergrundinformationen, Weblinks und Kurzprofile von Unternehmen in Deutschland, welche im Bereich der Biotechnologie aktiv sind. Alle Initiativen der Dechema e.V. sind auf der Internet-Seite www.dechema.de/biotech/bioall.htm zusammengefasst. Unter dechema.de/ efb.htm informiert außerdem die European Federation of Biotechnology über ihre Veranstaltungen und Informationsmaterialien. • Der Verband der Chemischen Industrie VCI (www.VCI.de) mit seiner Unterabteilung der Deutschen Industrievereinigung Biotechnologie DIB (www.vci.de/dib) fasst hauptsächlich ökonomische Daten zum Thema Biotechnologie zusammen. • Speziell an Schüler richtet sich die Internetadresse www.chemie-im-fokus.de Sie zeigt, auf welchen Arbeitsgebieten Chemiker tätig werden können. Schwerpunkte von chemie-im-fokus sind das Studium an Universitäten und Fachhochschulen, die Berufsbilder des Chemikers und die vielen Facetten der Chemie, die 137 weit hineinreichen in andere Fächer wie Physik, Biologie oder Ökologie. Initiatoren sind die Gesellschaft Deutscher Chemiker (GDCh) und der Verband der Chemischen Industrie (VCI). • Das Robert-Koch-Institut (www.rki.de) ist Ansprechpartner für sicherheitsrelevante Fragen der Bio- und Gentechnik. Hier ist die zentrale Kommission für biologische Sicherheit (ZKBS) angesiedelt, die sicherheitsrelevante Aspekte der Gentechnik begutachtet und ihre Stellungnahmen im Netz veröffentlicht. Außerdem finden sich auf den Seiten des Robert-Koch-Instituts Informationen zu medizinisch-biotechnologischen Fragen wie Impfungen und pathogene Mikroorganismen. 10.4 Filme, Folien, Computersoftware Bei den Bildstellen des Landes Baden-Württemberg zu entleihende Videokassetten 42 67 906 Die zweite Evolution? Gentechniklehrfilm des Landes Baden-Württemberg 1999 42 66 674 Gene im Grünen, Gentechniklehrfilm des Landes Baden-Württemberg 1999 42 66 675 Reales Szenario, Gentechniklehrfilm des Landes Baden-Württemberg 1999 42 00488 Pflanzen nach Maß, 30 min, f, 1985/S1 (10), S2 42 80677 SW3: Gentechnologie – Genzeit, 4. Tiere nach Maß, 30 min, f, 1993/S2 42 56015 Menschen nach Maß: Gen-Technologie – Glanz und Gefahr, 42 min, f, 1992/S2 42 80674 SW3: Gentechnologie – Genzeit, 1. Natur – 2. Auflage, 30 min, f, 1993/S2 42 80675 SW3: Gentechnologie – Genzeit, 2. Kleine Zellen – große Wirkung, 30 min, f, 1993 42 80676 SW3: Gentechnologie – Genzeit, 3. Kulturpflanzen – maßgeschneidert, 30 min, f 42 80677 1993/S2 SW3: Gentechnologie – Genzeit, 4. Tiere nach Maß, 30 min, f, 42 80678 SW3: Gentechnologie – Genzeit, 5. Neue Wirkstoffe – Medikamente der 3. Generation, 30 min, f, 1993/S2 138 42 80679 SW3: Gentechnologie – Genzeit, 6. Rest?Risiko, 30 min, f, 1993/S2 42 80680 SW3: Gentechnologie – Genzeit, 7. Unkontrollierbare? Kontrollversuch, 30 min, f 42 81240 SW3: Gentechnologie – Genzeit, 8. Mensch nach Maß, 30 min, f, 1995/S2 42 81241 SW3: Gentechnologie – Genzeit, 9. Der gläserne Mensch, 30 min, f, 1995/S2 32 50 015 Heilen durch Gentechnik 42 01 814 Gentechnik – spielen die Wissenschaftler Gott? CD-ROM "Biologie Kompendium", herausgegeben von Dr. Jürgen Braun und Thomas Dürr. Erhältlich über Landesinstitut für Erziehung und Unterricht (LEU), Rotebühlstraße 131, 70197 Stuttgart, Tel. 0711/6642-0, Fax. –108, EMail-Adresse: [email protected]. Enthält unter anderem Materialien zum Gruppenpuzzle über gentechnische Methoden CD-ROM "Moderne Biotechnologie in der Schule", herausgegeben von Dr. Jürgen Braun Biotechnologie/Gentechnik Fonds der Chemischen Industrie, Textheft 20, CD ROM Windows & Mac (das digitale Buch enthält die vollständige Folienserie 20) GenLab: Simulation gentechnischer Experimente, Nachfrage OSA, käuflich zu erwerben bei Fa. SYHA & SCHUBERT CONSULTING, Postfach 16 47, 61406 Oberursel Gentechnik: Interaktiv experimentieren – Virtuell im Biozentrum der Universität Basel, Verlag Dieter Berger, Erbprinzenstr. 16, 79098 Freiburg, Art. Nr. 306, DM 98,50 Kompendium Gentechnologie und Lebensmittel: CD bei Shandwick Deutschland GmbH & Co. KG, Meckenheimer Allee 67.69, 53115 Bonn Gentechnik (Video): Bausteine des Lebens – Tierzucht – Pflanzenzüchtung – Verbraucherschutz, aid, Konstantinstr. 124, 53179 Bonn, Best. Nr. 8435/1998, DM 39,90, ISBN 3-89661-587-4 Genetik und Gentechnologie: CD ROM 66 00120, FWU, DM 98,-- (mit Arbeitsblättern zum Ausdrucken) 10.5 Exkursionen Dem Wunsch nach Praxisbezug und Anschaulichkeit durch Exkursionen steht im Schulalltag die aufwändige Vorbereitung gegenüber. Zudem sind häufig keine In- 139 stitutionen, Organisationen oder Personen bekannt, zu denen man eine Exkursion durchführen könnte. Im Land Baden-Württemberg stellen die Biotechnologieagentur Baden-Württemberg sowie die Koordinierungsstellen der vier BioRegionen Freiburg, Rhein/Neckar, Stuttgart/Neckar-Alb und Ulm erste Ansprechpartner dar, die bei der Suche nach geeigneten Exkursionszielen beraten können und ggf. auch unterstützend tätig sind. Kontaktadressen: Biotechnologie-Agentur Baden-Württemberg Haus der Wirtschaft Willi-Bleicher-Str. 19 70174 Stuttgart Tel. 0711-1839-681 Fax 0711-1839-655 Email: [email protected] Internet: http://www.biotech-bw.de Stiftung BioMed Freiburg Dr. Bernd Dallmann Dr. Thea Siegenführ c/o Freiburg Wirtschaft und Touristik GmbH & Co KG Rotteckring 14 79098 Freiburg Tel 0761/ 38 81 - 826 Fax 0761/ 20 20 474 E-Mail: [email protected] Internet: http://www.biovalley.com/yellowpages BioRegion Rhein-Neckar-Dreieck e.V. Dr. Ernst-Dieter Jarasch Im Neuenheimer Feld 515 69120 Heidelberg Tel: 06221/ 6 49 22 - 0 Fax: 06221/ 6 49 22 - 15 E-Mail: [email protected] Internet: http://www.bioregion-rnd.de BioRegio Stuttgart/Neckar-Alb Herr Markus Siehr c/o Verband Region Stuttgart Kronenstraße 25 70174 Stuttgart Tel: 0711/ 2 27 59-61 Fax: 0711/ 2 27 59-71 E-Mail: [email protected] Internet: http://www.bio-regio.de 140 BioRegio Ulm Förderverein Biotechnologie e.V. Koordinationsstelle Dr. Gabriele Gröger Albert-Einstein-Allee 5 89081 Ulm Tel 0731/ 50 22 00 4 Fax 0731/ 50 22 01 6 E-Mail: [email protected] Internet: http://www.bioregioulm.de/ Informationen über alle BioRegionen in der gesamten Bundesrepublik unter http://www.bioregio.com 141 11. Bewertung der Veranstaltung durch die Teilnehmerinnen und Teilnehmer Am Ende der Veranstaltung füllten die Teilnehmerinnen und Teilnehmer anonym einen zweiseitigen Evaluierungsbogen aus. Im Folgenden werden die Ergebnisse aufgeführt. Thema der Veranstaltung: ReproduktionsTieren und Gentechnik bei Dauer der Veranstaltung (von-bis): Dozentin(nen)/Dozent(en) der Veranstaltung: Ort der Veranstaltung: 22./22.06.2001 Dr. Hüsing, Dr. Zimmer, Frau Schicktanz Fraunhofer-Institut für Systemtechnik und Innovationsforschung, Karlsruhe Zahl der Teilnehmerinnen und Teilnehmer: 16 Gesamtzahl abgegebener Evaluierungsbögen 15 14 (1x nur Seite 1) davon vollständig ausgefüllt: Ich beurteile die Veranstaltung insgesamt mit folgender Note: 1= sehr gut bis 6= ungenügend Note Anzahl der Nennungen Durchschnitt 1 1.5 2 3 4 5 6 11 0 3 0 0 0 0 1,2 (keine Angaben: 1) ++ = sehr gut, + = gut, 0 = Durchschnitt, = schlecht, -- = sehr schlecht ++ + 0 - -- Keine Angabe Umfang der Lerninhalte Informationsgehalt Verständlichkeit der Darstellung Systematik der Darstellung Dozentin(nen)/Dozent(en) regte(n) zur Mitarbeit an Qualität der Arbeitsunterlagen Arbeitsklima Organisatorischer Rahmen Lernerfolg Das Gelernte ist bei der jetzigen Tätigkeit anwendbar 11 13 13 11 4 2 2 3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 7 7 0 0 0 1 8 14 12 6 7 1 4 9 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 6 8 1 0 0 0 142 Für meine Arbeitspraxis war besonders wichtig: Aktueller Stand der Forschung, viele neue Informationen Mappe mit viel Material Ethische, soziale und ökonomische Aspekte der Gentechnik Literatur und Internetadressen Anregung zur Betrachtung ethischer Sichtweisen Sachgrundlage für Diskussionen Erinnerung an Bedeutung ethischer Fragestellungen Anregung zur Umsetzung im Unterricht Gene Pharming Konkrete Beispiele Methode: Multicriteria Mapping An dieser Veranstaltung hat mir besonders gut gefallen: (z. B. Anmerkungen zu Themen, Dozentinnen/Dozenten, allgemeine Organisation) Inhalte klar strukturiert dargeboten, auf das Wesentliche reduziert Atmosphäre und Versorgung kompetente, sympathische Dozent(inn)en Multicriteria Mapping besonders gutes Übersichtsreferat "Stand und Perspektiven..." hervorragend strukturiert und organisiert Präsentation und Systematisierung Konkretes Ergebnis wurde angestrebt für Nicht-Biologen verständlich Zusammenstellung der Themen Eigenaktivität methodische Abwechslung, „methodische Spielchen“ Wechsel zwischen selbsttätigen und selbstuntätigen Phasen Austausch mit anderen Kollegen An dieser Veranstaltung hat mir weniger gut gefallen: (z. B. Anmerkungen zu Themen, Dozentinnen/Dozenten, allgemeine Organisation) Zu lange Mittagspause, lieber noch kleine Pause später sehr große Informationsdichte am ersten Tag Informationsvermittlung zeitlich etwas zu lang teilweise zu viele Folien mit Diagrammen in dichter Folge Referat "Bewertung von Anwendungen der Gentechnik durch Experten und Laien" Referat "Gene Pharming – Zielsetzungen, Folgewirkungen, Kontroversen" Anzahl der Nennungen 6 3 2 2 2 1 1 1 1 1 1 Anzahl der Nennungen 6 5 5 3 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 Anzahl der Nennungen 2 1 1 1 1 1 143 relativ wenig Raum für Plenumsdiskussionen Zuständigkeiten von Fr. Hüsing und Hr. Zimmer nicht geklärt; keine gemeinsame Begrüßung/Einführung; „Einwirken“ während des Referates von Hr. Zimmer „sportliche“ Betätigung am Beginn 1 1 1 Folgende Themen der Veranstaltung Anzahl der Nennungen ....sollte man künftig wegfallen lassen: schnelle Auswertung des Multicriteria Mapping 1 Anzahl der Nennungen ....sollte man kürzen: einzelne Referate etwas kürzer Referat "Bewertung von Anwendungen der Gentechnik..." Einige Teile als Aufgaben vorgeben Multicriteria Mapping – auf Unterricht zuschneiden, Auswertungsmöglichkeiten 3 3 1 1 Anzahl der Nennungen ....sollte man erweitern: Ethik-Vorträge Unterrichtshilfen Methoden aktuelles Filmmaterial Anwendungsbeispiele Umsetzung der Betroffenheit der Schüler 4 3 2 1 1 1 Anzahl der Nennungen Sonstige Vorschläge: Laborbesuch Mitnehmen der Kaffeetasse in den Seminarraum Ein zusätzlicher Tag Vertiefter Einblick in Ethikaspekte für Biologen 4 2 1 1 Meine Erwartungen an die Veranstaltung wurden insgesamt...... Übertroffen getroffen Anzahl der Nennungen (keine Angaben: 1) ++ + 0 4 8 2 nicht erreicht - -- 144 Anderen interessierten Fachkolleginnen und Fachkollegen würde ich diese Veranstaltung...... Mit Einschränkung empfehlen nicht empfehlen empfehlen Anzahl der 14 0 0 Nennungen (keine Angaben: 1) Sonstige Bemerkungen: Anzahl der Nennungen Vielen Dank für Ihre Mühen 5 Fortbildung auf drei Tage ausweiten und gliedern in naturwissenschaft- 1 liche, ethische und lehrplanbezogene Aspekte
