Crispr kan forandre livene våre

I laboratoriene har forskerne i mange år jobbet med teknologier der det er mulig å modifisere og endre gener i både planter, dyr og mennesker. Klimaendringer og befolkningsøkning er de viktigste bakteppene for et arbeid der man både vil ytterligere effektivisere matproduksjonen og kurere livstruende sykdommer.

Men lovverk og reguleringer spiller ikke på lag med de nye teknologiene. Arven fra de genmodifiserte produktene utviklet på 1990-tallet ligger fortsatt som et tungt teppe over langt nyere teknologier som genredigering – med gensaksen Crispr som det klart beste eksempelet.

I Europa og Norge har det vært et nærmest ugjennomtrengelig regelverk for dyrking av planter utviklet med genmodifsering – eller GMO – og det har også vært et svært strengt regelverk for import og salg av slike produkter. I andre deler av verden har dette imidlertid vært nærmest normalen, og rundt 80 prosent av all soya som dyrkes i verden i dag er GMO. EU importerer i dag mer enn 100 bearbeidede fôr- og matressurser laget av genmodifiserte planter som er dyrket andre steder i verden.

Men nå skjer det ting. EU-parlamentet foreslo nylig at noen genredigerte planter skal unntas fra reguleringen som gjelder for genmodifiserte organismer – slik at de reguleres som tradisjonelt utviklede planter.

I Norge har et utvalg nærmest parallelt med dette kommet med en offentlig utredning som også foreslår en oppmyking av det norske lovverket. De siste høringssvarene er nå kommet til Klima- og miljødepartementet.

37 nobelprisvinnere og 1.500 forskere skrev nylig et åpent brev til EU-parlamentet, der de også ba om lettelser på de strenge reglene for å ta i bruk nyere genteknologi.

De norske prisvinnerne May-Britt og Edvard Moser var blant dem som undertegnet oppropet. Det samme var Finn Kydland, som for 20 år siden ble tildelt Nobels minnepris i økonomi.

Som en stavekontroll

– Etter norsk og europeisk lovdefinisjon regnes alle genredigerte organismer i dag som GMO. Dette innebærer at de må igjennom en omfattende og dyr godkjenningsprosess, selv de som i praksis er lik konvensjonelle produkter, utviklet med tradisjonell avl, sier direktør Petter Frost i Bioteknologirådet.

Han leder sekretariatet for den viktigste høringsinstansen i saker som vedrører moderne bioteknologi.

– Men dette er et regelverk som i utgangspunktet er så strengt at det nærmest er totalstopp. Det har typisk bare vært de store globale konsernene som har gått i gang med en godkjennelsesprosess som kan ta seks–syv år og koste et par hundre millioner kroner.

Vi lar Frost forklare forskjellen: – Da GMO-regelverket ble til, var genmodifisering begrenset til det vi kalte genspleising. Man tok utgangspunkt i et gen, som jo er kode for en eller annen egenskap, og satte det fysisk inn på et tilfeldig sted i arvestoffet til en annen organisme. Organismen fikk da en helt ny egenskap den ikke hadde fra før. Den gangen var det relativt nytt at vi kunne blande gener på tvers av arter, og man visste lite om risikoen ved å dyrke slike organismer. I lys av den usikkerheten laget man reguleringer hvor føre-var sto sentralt.

– På det tidspunktet var det globalt en enighet om hva en GMO er,  nemlig disse organismene utviklet med genspleising. Men i 2012 kom crispr-metoden for genredigering, som nærmest kan beskrives som en stavekontroll. Man kan redigere kodene til genene som organismen allerede har. 

Dette gjør det mulig å komme med en bedre versjon av en egenskap, slik man gjør med klassisk avl, men raskere og mer presist. – I en rekke land ble slik genredigering klassifisert som noe annet enn genmodifisering, men EU-domstolen slo i 2018 fast at GMO-regelverket i EU og dermed også i Norge også gjelder alle genredigerte organismer.  Ikke bare de tradisjonelle GMOene.

Tapt konkurransekraft

Forskerne Emmanuelle Charpentier og Jennifer Doudna fikk i 2020 Nobelprisen i kjemi for utviklingen av crispr. Da hadde allerede EU-kommisjonen bestilt en rapport om konsekvensene av den juridiske fortolkningen av EUs regelverk. – Overordnet konkluderte rapporten med at regulering av den nye teknologien var ‘not fit for purpose’, sier Frost. 

– I EU-rapporten står det mye om hvordan den strenge reguleringen vil kunne slå ut på tapt konkurransekraft, tapte muligheter for å tilpasse matproduksjon til miljøendringer, hjerneflukt og at selskaper flytter aktivitet og investeringer ut av EU. Noe av det første britene gjorde etter Brexit, var å liberalisere lovgivningen.

Og det var flere hoder som reagerte. – I 2018 påpekte også Bioteknologirådet i Norge det samme, sier Frost. – At det er kommet en ny teknologi som faller inn under en regulering som egentlig er laget for en annen teknologi for 30 år siden.

Derfor ble utredningen – NOUen – om den norske genteknologiloven bestilt i 2020.

Men nå har det altså skjedd mye parallelt. – I år vedtok EU-parlamentet et forslag der noen genredigerte planter skal unntas GMO-reguleringen. De rører altså egentlig ikke det gamle regelverket, men gir unntak for noen planter utviklet med genredigering.  Sannsynligvis vil lignende forslag komme for genredigerte dyr og mikroorganismer.

– Hvis dette også går igjennom i Europarådet, vil det bety at genredigerte planter, med genetiske endringer tilsvarende det som er mulig med klassisk avl, skal vurderes og reguleres likt som produkter utviklet med klassiske avl. 

Flertall for liberalisering

EU har altså en pågående prosess for å endre regelverket, mens norske myndigheter og øvrige involverte er i full gang med å vurdere høringssvarene som kom inn etter NOU-en om norsk regulering av genteknologi.

– Hva kan da denne særnorske utredningen bidra til?

– Jeg skal være forsiktig med å gå inn i politiske prosesser, men utredningen tar for seg mye av kunnskapsgrunnlaget om teknologiene som er viktig. Men det er trolig begrenset hvilket handlingsrom Norge har til å lage egne regler, da den norske genteknologiloven er tett knyttet til EU-direktiver som er en del av EØS-avtalen. 

EU-parlamentet har prinsipielt godkjent forslaget som vil gjøre det enklere å ta i bruk genredigering, men det pågår fortsatt diskusjoner om hvordan den endelige forordningen skal se ut. – Det er diskusjoner med ganske sterke økologiske matproduksjonskrefter i Europa. De har som prinsipp at det ikke skal brukes genteknologi, uavhengig av om det er den nye eller gamle teknologien. Man har fått to verdibaserte posisjoner som forfølger forskjellige mål.

– Det er også ulike meninger i Norge, sier Frost. – I utredningen er det enighet om at det må legges bedre til rette for utvikling av samfunnsnyttige produkter, men hvordan man skal gjøre dette er de ikke enige om. Flertallet argumenterer for en ganske sterk liberalisering, som i resultat vil ligne det forordningsforslaget som ligger i Europa. Mindretallsposisjonen mener at vi skal beholde det lovverket vi har i dag, men at man kan justere og presisere hvordan man operativt forvalter det. 

Et samlet Bioteknologiråd har i sitt høringssvar anbefalt at de aktuelle genredigerte plantene man diskuterer i EU ikke bør reguleres som GMO.

En demokratiseringsteknologi

Lovverket som styrer forvaltningen av GMO-er hører i dag hjemme hos Klima- og miljødepartementet. Hvis noen genredigerte organismer i fremtiden skal reguleres på samme måte som vanlig avl, vil dette flyttes over i annet regelverk og tilhørende departement, for eksempel Landbruk og matdepartementet.

Men frem til nå er det bare globale giganter som frøselskapene Bayer, DuPont og Syngenta som har hatt ressurser til å kjøre hele prosessen for genmodifiserte produkter.

– Vil det ikke fortsatt kreves store ressurser for både laboratorier og søknadsprosesser?

– For det tekniske er det faktisk motsatt. Den gamle teknologien var veldig tung, og det var bare de globale gigantene som kunne ta investeringen både på det tekniske og på det regulatoriske. Genredigering som Crispr derimot beskrives gjerne som en demokratiseringsteknologi. Crispr er teknisk veldig mye enklere, veldig mye raskere, og det er mange flere som kan gjøre veldig mye mer, sier Frost.

Idag er det flere norske aktører, både bedrifter og akademiske institusjoner, som jobber med å utvikle planter og dyr med egenskaper tilpasset norske forhold og utfordringer. – Nivået på reguleringene er selvsagt noe som også vil påvirke disse, konstaterer direktøren.

Fjerne skurv på epler

En av disse aktørene er NIBIO (Norsk institutt for bioøkonomi), som på Ås forsker på blant annet mat- og planteproduksjon. – Alt er på forskningsstadiet, ingen ting er på vei til å bli kommersialisert i Norge, men i land som Storbritannia, USA, Japan, Kina og Brasil er det en rekke genredigerte matprodukter som er på vei til å bli kommersialisert eller som allerede finnes for salg, sier Sjur Sandgrind.

Han er forsker ved Divisjon for bioteknologi og plantehelse på NIBIO, og genredigering er et av områdene som beskjeftiger Sandgrind og hans kollegaer.

Sandgrind henter blant annet frem epler som et eksempel der vi her i Norge er knøttsmå sammenlignet med land som Nederland og Tyskland. – Men vi har noen klimatiske utfordringer her som gjør at vi kan gå egne veier.

Et av prosjektene det jobbes med er å bruke genredigering for å bli kvitt skurv. – Skurv er egentlig en sopp som fester seg på skallet, og som det egentlig ikke er farlig å spise, men kundene liker det ikke hvis de finner det i butikkhyllene. I tillegg øker det sjansen for at det kan komme inn andre infeksjoner eller insekter. 

– Skurv regnes som en av de største utfordringene ved epledyrking, både i Norge og i andre deler av verden, og fører til store økonomiske tap og matsvinn, sier Sandgrind.

Han forteller at det også forskes på bruning av epler. Eller for å bli kvitt denne bruningen.

– Når du kutter opp epler i biter, ser du at det etter hvert blir farget. Vi undersøker om vi kan skru av noen av de genene som gjør at det brunes på den måten.

– Slik at det kan ligge lenger på asjetten utover kvelden?

– Ja, men det er også blitt populært å selge ferdig oppkuttede produkter, både på McDonalds og i kiosker. Det går også på generell holdbarhet på eplene.

Forskernes arbeid går ut på å finne hvilke gener som styrer disse egenskapene – og å gjøre noe med disse genene. – Planter har på en måte utviklet seg i millioner av år. Og de har fått endel egenskaper som vi ikke ønsker. Vi forsøker å finne genene som styrer dette – og helt presist å kunne skru av disse. Men uten å endre resten av eplesorten.

Salat er en annen grønnsak som det forskes på, også her for å redusere bruning og for å holde salatbladene friskere når de havner på middagsbordet.

Svin utsatt for virus

Norsvin er et samvirkeforetak som er eid av norske svineprodusenter, men som også opererer internasjonalt. Globalt er Norsvin en av de to-tre største leverandørene av tradisjonelt genmateriale, det vil si sædprodukter som skaper nye generasjoner med smågriser.

Norsvin har også kastet seg på bølgen med crispr og genredigering. – Vi samarbeider med både universiteter og kommersielle aktører for å bygge en kompetanseplattform som skal gjøre oss i stand til å implementere teknologien når den forhåpentligvis blir lovlig, sier administrerende direktør Olav Eik-Nes i Norsvin.

Selskapet holder til på Hamar og hadde med drøyt 100 ansatte en omsetning på 250 millioner kroner i 2023.

Et av de viktigste prosjektene Norsvin jobber med er noe svineprodusenter over hele verden er opptatt av. PRRS (Porcine Reproductive and Respiratory Syndrome) er en virussykdom som forårsaker betydelige økonomiske tap internasjonalt.

 – Forskere jobber nå med å ta i bruk crispr for å redigere gener hos griser for å gjøre dem resistente mot dette viruset, sier Eik-Nes. 

I dag brukes det i stor grad vaksine, men denne er ikke alltid effektiv, og ifølge Genengnews fører PRRS bare i USA til årlige tap på over 600 millioner dollar på grunn av høy dødelighet og redusert produktivitet hos infiserte griser.

Eik-Nes forteller at Norsvins største konkurrent nå jobber med å ta i bruk crispr i arbeidet mot viruset i USA. – USA ligger lovmessig foran oss, og derfor er det viktig at vi ikke sitter igjen på perrongen når toget går.

Forbedrer smaken på kjøttet

Genredigering kan utnyttes for å redusere dødelighet, men crispr skal også kunne forbedre smaken på svinekjøttet.

– En råne, et ukastrert hanndyr har et hormon som setter smak på kjøttet.

– En smak vi ikke vil ha?

– Ja, forbrukerne vil ikke ha den smaken. De reagerer på smaken.

I dag brukes det Eik-Nes beskriver som tradisjonelle metoder for å bli kvitt denne smaken. Hanngrisene blir kastrert etter at de er født. I Norge er det riktignok et forbud mot kastrering av gris, men det er gitt dispensasjon for akkurat dette tilfellet. Han har imidlertid gode nyheter til de nyfødte.

– Ved hjelp av genredigering vil man kunne bli kvitt denne smaken uten at grisungene trenger å bli kastrert.

– Hvor lang tid vil det ta før en økonomisk lønnsom mengde av disse svinene er tilgjengelige på markedet?

– Mellom fem og ti år, mener en optimistisk Eik-Nes. – Vi er fortsatt helt i starten av arbeidet med crispr og genredigering.

Et tredje eksempel på genredigering handler hverken om sykdommer eller smak, men om dyrevelferd.

– Innen storfe er det slik at hunndyr, kviger, blir født både med og uten horn. Dette er styrt av gener, men det er ikke ønskelig at de skal ha horn. I voksen alder risikerer man at de skader sine medsøstre. Derfor er det viktig å få fjernet hornene fra kalvene.

Denne fjerningen skjer i dag av en veterinær, med bedøvelse. – Men det er en operasjon hvor de får sår, og derfor er det et ønske om å unngå avhorning ved hjelp av inngrep, sier Erik-Nes. – Det skal gjøres genetisk for å skape en rase uten horn.

170 millioner mot tørråte

– Jeg kommer rett fra et møte i et forskningsprosjekt vi er involvert i, forteller daglig leder Kristin Børresen i Graminor.

Og det handlet selvfølgelig om genredigering. Graminor er den ledende utvikleren av alle slags plantesorter til jordbrukssektoren her i landet. Selskapet har 1.000 mål med arealer utenfor Hamar med forsøksfelt for utvikling av nye sorter av korn, poteter og engvekster. De ferdige råvarene eller frøene selges videre til såvareselskaper som Felleskjøpet og Strand Unikorn før de til slutt havner hos bonden.

Graminor spiller derfor en viktig rolle i arbeidet med å skape fremtidige generasjoner med såvarer slik at matproduksjonen kan opprettholdes.

Selskapet er selvfølgelig også svært opptatt av hvilke rammebetingelser som nå etableres for bransjen. Både globalt og her i Norge.

– Vi har, sammen med de andre avlsmijøene i Norge, kanskje fem år nå, jobbet med å forstå og bruke teknologien på forskningsnivå. Hvis det kommer endringer i lovgivningen, kan vi ikke stå på null i Norge. Genredigering er egentlig bare en avansert form for avl. Det handler hele tiden om å skape bedre råmateriale for fremtidige generasjoner.

Børresen henter frem potet, et av de viktigste matproduktene Graminor jobber med, som eksempel.

– Tørråte på potet er det vi sprøyter mest mot her i Norge. Hvert år brukes det noe sånt som 170 millioner kroner på sprøytemidler.

– Hvis man kan herde poteten på en annen måte vil man kunne spare alle de millionene?

– Ja, og man kan spare penger, naturen og helsen til folk. Vi vet at sprøytemidler i mange tilfeller har en negativ påvirkning på folks helse.

Det er også en diskusjon om merking som Graminor og Børresen er opptatt av. I EU er det et krav om merking av matvarer dersom det er brukt genmodifisering. Men genredigering er ikke definert som GMO i store deler av verden. Ergo merkes det heller ikke.

– Hva hvis det blir krav om at det skal merkes?

– Det vil si det samme som å sette en stopper for bruk av teknologien i Norge. Da må bøndene og matindustrien ha egne produksjonslinjer for hver eneste art. En ting er at vi kan utvikle produkter, men hvis du skal ha det gjennom hos for eksempel Kims, Maarud eller McDonalds i Norge må bøndene ha egne produksjonslinjer. Da legger du det dødt fordi det blir altfor store kostnader, sier Børresen. 

Blir kvitt lakselus

Oppdrett og oppdrettslaks er big business i Norge. Men laksen er ikke alltid bestevenn med omgivelsene den befinner seg i. Havforskningsinstituttet har i flere år fulgt laksens bevegelser langs kysten – og i Bergen forskes det også på crispr og genredigering for å løse noen av de utfordringene oppdrettslaksen har skapt.

En av laksens uvenner er lakselusen, og kostnadene til å bekjempe lakselus kommer opp i flere milliarder kroner. Det er også gjort beregninger som viser at verdien av norske oppdrettsselskaper kunne vært flere titalls milliarder kroner høyere uten lakselusens herjinger.

Villaksen slipper heller ikke unna. Opp mot en tredjedel av laksen som svømmer ut fra lakseelvene dør på grunn av lusen.

Det er her Havforskningsinstituttet bokstavelig talt er på banen med et av sine prosjekter.  – Vi forsøker å identifisere laksens evne til å motstå lakselus, sier forskingssjef Anna Wargelius ved Havforskningsinstituttet. – Vi bruker crispr til å forstå laksens immunforsvar mot lusen, men også om man kan gjøre en genetisk endring som gjør at lusen ikke smitter laksen.

Men hun innrømmer at arbeidet fortsatt bare er helt i startfasen. – Vi har bare sett på noen få av de genene som har å gjøre med laksens motstandskraft.

Wargelius’ største bekymring er egentlig villaksen. – Den blir full av lakselus, og så dør den. Lakselusen er naturlig i fjorden, men det er unaturlig å ha den i så store mengder som det nå er i merdene i oppdrettsanlegg. – Når villfisken går ut om våren går de veldig nærme oppdrettsanleggene, og da blir de smittet.

Men det er oppdrettslaksen som lokker til seg lusen, og derfor er det immunforsvaret til laksen i merdene som det nå forskes på. - Pukkellaks eller stillehavslaks er en veldig nært beslektet art, og denne har et immunforsvar mot lakselus, forteller Wargelius. – Vi samarbeider nå med forskere i blant annet Skotland, som har sett på hvilke gener som gjør den jobben i pukkellaks.

Første medisin godkjent

Matvarer, dyr og fisk er de mest tilgjengelige områdene for bruk av genredigering, det kreves langt mer av forskerne for at også mennesker skal kunne dra nytte av teknologien. Men det snakkes veldig høyt om hvordan crispr kan settes inn i behandlingen av kreft eller hjertesykdommer.

Det vil ta mange år før genredigering eventuelt vil kunne kurere kreft, men den første crispr-medisinen eller terapien for en genetisk sykdom er nettopp blitt godkjent. Det skjedde først i Storbritannia, der Casgevy nå kan blir brukt på pasienter med sigdcelleanemi.

– Medisinen er rettet mot personer som ikke produserer nok hemoglobin i blodet, forteller professor Arne Klungland på Senter for embryologi ved Universitet i Oslo. – De har ikke nok hemoglobin for å transportere oksygen rundt i kroppen.

De første pasientene ble behandlet med de genetisk endrede stamcellene i kliniske studier for tre-fire år siden. – Sykdommen er spesielt utbredt i områder med malaria, forteller Klungland. – Man blir mer resistent mot malaria, derfor er den mutasjonen blitt til og bevart gjennom generasjoner.

Med denne medisinen kan legene ta ut blodstamceller fra pasientenes beinmarg og endre bestemte steder i arvestoffet med crispr. Dette gjør at pasientene igjen kan produsere nok hemoglobin.

Casgevy blir imidlertid ingen medisin i hyllene på apoteket. Forskning på dette nivået koster penger innenfor medisinen. 

– Jeg vil tro at en behandling kommer til å koste mellom en halv og en hel million kroner, kanskje mer, sier Klungland.

– Vil den bli godkjent og komme til Norge?

– Den medisinen er nok mest aktuell i land som har hatt størst innvandring fra land der det er mye malaria, men det er også flere pasienter i Norge som vil nyte godt av behandlingen.

Det er nå cirka ti år siden de første forsøkene ble startet med crispr på pasienter, og Klungland regner med at det kan ta ytterligere ti år før det blir volumer med behandling av den forskningen som nå foregår innenfor genredigering.

– Det vil bli kjempestort, men det kommer til å ta mange år, slår Klungland fast.