(idw) Zahlreiche gentechnisch veränderten Kulturpflanzen tragen ein Gen in sich, das sie resistent macht gegen ein bestimmtes Antibiotikum. Können diese Resistenzgene durch einen Gentransfer in Bakterien gelangen? Werden dadurch womöglich Krankheitserreger unempfindlich gegen wichtige Antibiotika? Letztlich: Welche Risiken gehen von Antibiotika-Resistenzgenen in gentechnisch veränderten Pflanzen aus? Mit dieser Frage befasst sich die Mikrobiologin Dr. Kornelia Smalla von der Biologischen Bundesanstalt für Land- und Forstwirtschaft (BBA) in Braunschweig. In der Fachzeitschrift „Nachrichtenblatt des Deutschen Pflanzenschutzdienstes“ haben sie und ihre Mitarbeiter das Thema jetzt ausführlich beleuchtet. Demnach lenkt die öffentliche Debatte über mögliche Risiken von Antibiotika- Resistenzgenen in transgenen Pflanzen von den eigentlichen Ursachen der zunehmenden Resistenzentwicklung ab.

Resistenzgene gegen Antibiotika wie Kanamycin und Neomycin dienen den Gentechnikern als Marker, um festzustellen, ob eine Genübertragung erfolgreich verlaufen ist. Sie werden im Paket zusammen mit den eigentlich interessierenden Genen in Pflanzenzellen hineingeschleust. Können sich die Zellen auf antibiotikahaltigem Nährboden zu jungen Pflänzchen regenerieren, ist dies ein Zeichen, dass die übertragenen Gene erfolgreich in das Erbgut der Pflanze eingebaut worden sind.

Die Diskussion um Antibiotika-Resistenzgene in gentechnisch veränderten Pflanzen kann nach Meinung der Autoren nicht losgelöst von der gesamten Resistenzproblematik betrachtet werden. Bei zahlreichen Mikroorganismen sind Resistenzgene natürlicherweise verbreitet. Das ergibt sich allein schon aus der Tatsache, dass die Antibiotika produzierenden Bakterien und Pilze sich selbst gegen diese Stoffe schützen müssen.

Zwischen Mikroorganismen ist der Austausch von Genen, die auf ringförmigen kleinen DNA-Strängen – so genannten Plasmiden – sitzen, weit verbreitet. Zwar konnten die Forscher um Kornelia Smalla auch nachweisen, dass unter ganz bestimmten Laborbedingungen DNA-Bruchstücke aus Pflanzen in das Erbgut von Bakterien aufgenommen werden können. Die Wahrscheinlichkeit dafür ist aber in der natürlichen Umwelt, zum Beispiel im Boden, äußerst gering und dürfte – gemessen an dem natürlichen Genaustausch zwischen Bakterien – keine Rolle spielen. Unter Feldbedingungen konnte ein Gentransfer von Pflanzen auf Bakterien bislang nicht nachgewiesen werden.

Eine Untersuchung verschiedener Umweltproben wie Abwasser, Flusswasser, Schweinegülle und Boden ergab, dass ein teilweise beträchtlicher Anteil der dort vorkommenden Bakterien resistent gegen das Antibiotikum Kanamycin ist: In Bodenproben lag der Anteil bei 0,001 – 5 %; in einer Schweinegülleprobe aus den Niederlanden fand die Arbeitsgruppe sogar 39 % Kanamycin-resistente Bakterien. Das lenkt dem Blick auf einen ganz anderen Anwendungsbereich für Antibiotika: die intensive Nutztierhaltung. Rund 50 % aller Antibiotika werden hier eingesetzt; etwa ein Fünftel davon zur Behandlung von Tierkrankhheiten, die übrigen vier Fünftel zu prophylaktischen Zwecken und als wachstumsfördernde Futtermittelzusätze. Oft sind es die gleichen Antibiotika, die auch beim Menschen zum Einsatz kommen. In den zurückliegenden fünf Jahrzehnten hat der steigende Gebrauch von Antibiotika bei Mensch und Tier zu einem beispiellosen Selektionsdruck geführt. Mehrfachantibiotika-resistente Bakterien sind heute weit verbreitet.

Auch wenn die Autoren in ihrer Bewertung nicht gänzlich ausschließen können, dass es im Boden zu einem Gentransfer von Pflanzen auf Bakterien kommen kann, so schätzen sie das Risiko einer zusätzlichen Verbreitung von Antibiotika-Resistenzgenen durch die landwirtschaftliche Nutzung transgener Pflanzen als sehr gering ein. Ungleich schwerer wirke dagegen der gestiegene Verbrauch antibiotischer Mittel in der Humanmedizin und der Nutztierhaltung. Ohne eine drastische Reduzierung des Antibiotika-Einsatzes in diesen Bereichen, so machen Kornelia Smalla und Mitarbeiter deutlich, wird das sich verschärfende Problem der Antibiotika-Resistenz von Bakterien nicht einzudämmen sein.

Die Entwicklung in den Forschungslabors der Pflanzenzüchter geht dahin, Markergene nach erfolgreicher Genübertragung wieder zu entfernen. Damit wäre auch das Problem der Antibiotika-Resistenzgene in gentechnisch veränderten Pflanzen vom Tisch. Bis solche transgenen Pflanzen aber angebaut werden können, werden noch einige Jahre vergehen.

Der Artikel „Antibiotika-Resistenzgene als Marker in gentechnisch veränderten Pflanzen – Gefahr durch horizontalen Gentransfer?“ ist erschienen im Nachrichtenblatt des Deutschen Pflanzenschutzdienstes, Heft 3/2000, S. 62-68.

Quelle:

Informationsdienst Wissenschaft (idw) – Pressemitteilung Senat der Bundesforschungsanstalten im Geschäftsbereich des BML, 10.04.2000