Viele von uns schätzen ein saftiges Schweinekotelett oder ein Stück Schinken mit braunem Zucker. Schweinefleisch ist die dritthäufigste konsumierten Fleisch in den USA, und es gibt eine florierende Industrie, um die Nachfrage zu befriedigen.

Doch seit über drei Jahrzehnten werden Schweinezüchter von einem lästigen Virus geplagt, der das Porcine Reproductive and Respiratory Syndrome (PRRS) verursacht. Das Virus, das aufgrund seines auffälligsten Symptoms auch als Blauohr bezeichnet wird, verbreitet sich in der Luft wie SARS-CoV-2, der Erreger hinter Covid-19.

Infizierte Jungschweine bekommen hohes Fieber mit anhaltendem Husten und können nicht zunehmen. Bei trächtigen Sauen führt das Virus häufig zu Fehlgeburten oder zur Geburt toter oder verkümmerter Ferkel.

Laut eine SchätzungBlauohr kostet Schweinefleischproduzenten in Nordamerika jährlich mehr als 600 Millionen US-Dollar. Obwohl ein Impfstoff verfügbar ist, kann er die Virusausbreitung nicht immer wirksam stoppen.

Was wäre, wenn Schweine gar nicht erst infiziert werden könnten?

Diesen Monat hat ein Team von Gattung, ein britisches Biotechnologieunternehmen mit Schwerpunkt auf Tiergenetik, eingeführt eine neue Generation von CRISPR-editierte Schweine, die vollständig resistent gegen das PRRS-Virus sind. In frühen Embryonen zerstörte das Team ein Protein, das das Virus nutzt, um Zellen anzugreifen. Die bearbeiteten Ferkel waren völlig immun gegen das Virus, selbst wenn sie mit infizierten Artgenossen untergebracht waren.

Hier ist der Clou. Anstatt im Labor gezüchtete Schweine zu verwenden, bearbeitete das Team vier genetisch unterschiedliche Linien kommerzieller Schweine, die für den Verzehr gezüchtet wurden. Dies ist nicht nur ein Laborexperiment. „Es geschieht tatsächlich in der realen Welt“, sagte Dr. Rodolphe Barrangou von der North Carolina State University, der nicht an der Arbeit beteiligt war. sagte Wissenschaft.

Da das PRRS-Virus ein großes Problem darstellt, besteht für Landwirte ein großer Anreiz, virusresistente Schweine im kommerziellen Maßstab zu züchten. Dr. Raymond Rowland von der University of Illinois, der dabei half, die ersten PRRS-resistenten Schweine im Labor zu etablieren, sagte, die Genbearbeitung sei ein Weg „um ein perfekteres Leben zu schaffen„Für Tiere und Landwirte – und letztendlich auch zum Nutzen der Verbraucher.

„Das Schwein bekommt den Virus nie. Sie brauchen keine Impfstoffe; Sie benötigen keinen Diagnosetest. Es nimmt alles vom Tisch“, sagte er sagte MIT Technology Review.

Genus beantragt bei der US-amerikanischen Food and Drug Administration (FDA) die Genehmigung für eine flächendeckende Verbreitung, die hoffentlich bis Ende des Jahres erteilt wird.

Eine Achillesferse

Der Vorstoß hin zu marktfähigem CRISPR-Schweinefleisch baut auf bahnbrechenden Ergebnissen von vor fast einem Jahrzehnt auf.

Das PRRS-Virus entstand Ende der 1980er Jahre stillschweigend und seine Auswirkungen traten fast unmittelbar ein. Wie Covid-19 war das Virus für die Wissenschaft und die Schweine völlig neu und führte zu massiven Todesfällen und Geburtsfehlern. Landwirte erstellten schnell Protokolle, um die Ausbreitung zu kontrollieren. Diese kommen Ihnen wahrscheinlich bekannt vor: Die Landwirte begannen, alles zu desinfizieren, zu duschen, saubere Kleidung anzuziehen und alle potenziell infizierten Schweine unter Quarantäne zu stellen.

Dennoch entging das Virus diesen vorbeugenden Maßnahmen und verbreitete sich wie ein Lauffeuer. Die einzige Lösung bestand darin, infizierte Tiere zu töten, was ihren Haltern Gewinn und Kummer kostete. Wissenschaftler entwickelten schließlich mehrere Impfstoffe und Medikamente zur Bekämpfung des Virus, aber diese sind kostspielig und aufwändig und keines davon ist vollständig wirksam.

Im Jahr 2016 fragte Dr. Randall Prather von der University of Missouri: Was wäre, wenn wir das Schwein selbst verändern würden? Mit etwas molekularer Detektivarbeit, sein Team habe den Eingang gefunden für das Virus – ein Protein namens CD163, das auf der Oberfläche einer Art Immunzelle in der Lunge punktiert.

Mithilfe des Gen-Editing-Tools CRISPR-Cas9 versuchte das Team auf verschiedene Weise, das Protein zu zerstören – indem es genetische Buchstaben einfügte, einige löschte oder Teile des Gens hinter CD163 austauschte. Schließlich fanden sie eine Möglichkeit, es zu deaktivieren, ohne den Schweinen anderweitig zu schaden.

Bei der Belastung mit einer hohen Dosis des PRRS-Virus – etwa 100,000 infektiöse Viruspartikel – entwickelten nicht-behandelte Schweine schweren Durchfall und ihre Muskeln schwächten sich ab, selbst wenn ihnen zusätzliche Nahrungsergänzungsmittel verabreicht wurden. Im Gegensatz dazu zeigten CRISPRed-Schweine keine Anzeichen einer Infektion und ihre Lungen behielten eine gesunde, normale Struktur. Sie bekämpften das Virus auch problemlos, wenn sie auf engstem Raum mit infizierten Artgenossen untergebracht waren.

Die Ergebnisse waren zwar vielversprechend, stellten jedoch einen Labornachweis des Konzepts dar. Genus hat dieses Werk nun in die reale Welt übertragen.

Weitertraben

Das Team begann mit vier genetischen Schweinelinien, die für die kommerzielle Schweinefleischproduktion verwendet wurden. Tierärzte entnahmen den Weibchen unter Narkose vorsichtig Eier und befruchteten sie in einem In-vitro-Fertilisationslabor (IVF) vor Ort. Gleichzeitig fügten sie CRISPR hinzu, mit dem Ziel, genau einen Teil von CD163 herauszuschneiden, der direkt mit dem Virus interagiert.

Zwei Tage später wurden die veränderten Embryonen Leihmüttern implantiert, die gesunde gentechnisch veränderte Nachkommen zur Welt brachten. Nicht alle Ferkel hatten das veränderte Gen. Als nächstes züchtete das Team diejenigen, die die Veränderung aufwiesen, und etablierte schließlich eine Schweinelinie, bei der beide Kopien des CD163-Gens deaktiviert waren. Obwohl CRISPR-Cas9 Nebenwirkungen außerhalb des Ziels haben kann, schienen die Ferkel normal zu sein. Sie fraßen fröhlich ihr Essen und nahmen gleichmäßig zu.

Das veränderte Gen blieb über Generationen erhalten, was bedeutet, dass Landwirte, die die Schweine züchten, damit rechnen können, dass es erhalten bleibt. Die Versuchsstationen des Unternehmens beherbergen bereits 435 Exemplare PRRS-resistenter Schweine, eine Population, die schnell auf Tausende anwachsen könnte.

Um Supermärkte zu erreichen, muss Genus jedoch regulatorische Hürden überwinden.

Bisher hat die FDA zwei gentechnisch veränderte Fleischsorten zugelassen. Eins ist der AquAdvantage-Lachs, der ein Gen einer anderen Fischart besitzt, das ihn schneller wachsen lässt. Ein anderer ist ein GalSafe-Schwein, das weniger wahrscheinlich allergische Reaktionen auslöst.

Die Behörde erwägt vorläufig auch die Genehmigung weiterer gentechnisch veränderter Nutztiere für die Verwendung in Prüflebensmitteln. Im Jahr 2022 es erklärte dass von CRISPR bearbeitete Fleischrinder – die kürzere Pelzmäntel haben – kein Risiko „für Menschen, Tiere, die Nahrungsversorgung und die Umwelt“ darstellen. Die Erlangung der vollständigen Genehmigung wird jedoch ein mehrjähriger Prozess mit hohen Kosten sein.

„Wir müssen das vollständige Überprüfungssystem der FDA durchlaufen. Für uns gibt es keine Abkürzungen“, sagte Clint Nesbitt, der die regulatorischen Angelegenheiten des Unternehmens leitet. Mittlerweile erwägen sie auch die schweinefleischliebenden Länder Kolumbien und China als potenzielle Märkte.

Nach der Freigabe hofft Genus, seine Schweine flächendeckend an die Viehwirtschaft vertreiben zu können. Eine einfache Möglichkeit besteht darin, Samen von gentechnisch veränderten Männchen zur Zucht mit natürlichen Weibchen zu versenden, die nach einigen Generationen PRRS-resistente Ferkel hervorbringen würden – im Grunde eine selektive Zucht auf der Überholspur.

Am Ende haben die Verbraucher das letzte Wort. Gentechnisch veränderte Lebensmittel haben historisch gesehen polarisiert. Da CRISPRed-Schweinefleisch jedoch eine Genmutation nachahmt, die möglicherweise natürlich vorkommen könnte – auch wenn sie bei den Tieren nicht dokumentiert wurde – ist die Öffentlichkeit möglicherweise aufgeschlossener für das neue Fleisch.

Während die Methode auf die Zulassung zusteuert, erwägt das Team eine ähnliche Strategie zur Bekämpfung anderer Viruserkrankungen bei Nutztieren, beispielsweise der Grippe (ja, Schweine bekommen sie auch).

„Der Einsatz von CRISPR-Cas zur Eliminierung einer Viruserkrankung stellt einen großen Schritt zur Verbesserung der Tiergesundheit dar.“ schrieb Die Mannschaft.

Bild-Kredit: Pascal Debrunner / Unsplash

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• Quelle: https://singularityhub.com/2024/03/05/crispred-pork-may-be-coming-to-a-supermarket-near-you/