74
Bayerisches Landesamt für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit Viren und Gentechnik

Viren und Gentechnik - helmholtz-muenchen.de€¦ · Die „Entstehung“ der Gentechnik (Meilensteine) ... - Einführung eines Klassifizierungssystems zur Einteilung gentechnischer

  • Upload
    ngomien

  • View
    215

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Bayerisches Landesamt für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit

Viren und Gentechnik

Bayerisches Landesamt für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit 2

Die „Entstehung“ der Gentechnik (Meilensteine)Die „Entstehung“ der Gentechnikgesetzgebung

Das Gentechnikgesetz (GenTG)

Gentechnik in Bayern

Virale Vektoren

Zelllinien

FAQ

Viren und Gentechnik

Gliederung

Bayerisches Landesamt für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit 3

1869: Entdeckung der Nukleinsäure (DNA) durch Friedrich Miescher in einem Extrakt aus Eiterzellen. Er nennt diese atypische Substanz “Nuclein”(von lateinisch nucleus, Kern). Die Arbeit wird im Jahre 1871 publiziert.

Viren und Gentechnik

Die „Entstehung“ der Gentechnik (Meilensteine)

Miescher , 1871. „Über die chemische Zusammensetzung der Eiterzellen“. Medicinisch-chemische Untersuchungen 4, 441-460.

Anmerkung: In den nachfolgenden Jahren wird der “langweiligen” Nukleinsäure keinegroße biologische Bedeutung beigemessen…Als heiße Kandidaten der Träger der Erbanlagen werden v.a. die Proteinefavorisiert !

Bayerisches Landesamt für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit 4

1944: Oswald Avery beweist, dass DNA die Erbsubstanz ist(und nicht die Proteine !)

Viren und Gentechnik

Die „Entstehung“ der Gentechnik (Meilensteine)

* * * * *+ * *+ * *+

R-Stamm inaktivierterS-Stamm

inaktivierterS-Stamm

+R-Stamm

S-Stamm inaktivierterS-Stamm

+ Protease+

R-Stamm

inaktivierterS-Stamm+ DNase

+R-Stamm

DNA !Avery et al., 1944, J Exp Med 79, 137-158

Bayerisches Landesamt für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit 5

1953: James Watson und Francis Crick klären mittels Röntgenstrukturanalysedie räumliche Struktur der DNA auf

Viren und Gentechnik

Die „Entstehung“ der Gentechnik (Meilensteine)

(Rosalind Franklin)Watson und Crick , 1953, Nature 171, 737-738

Bayerisches Landesamt für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit 6

1952: Joshua Lederberg führt den Begriff “Plasmid” – als Bezeichung fürextrachromosomale genetische Partikel – ein. Erst ab ca.1970 (siehe unten) werden Plasmide zu wichtigen Reagenzien dermolekulargenetischen bzw. biotechnolgischen Forschung.

Viren und Gentechnik

Die „Entstehung“ der Gentechnik (Meilensteine)

1967: Steven Zimmerman und John Little beschreiben ein “DNA-joining enzyme” (= Ligase) in E.coli.

1969: Werner Arber beschreibt spezifische Modifikations- und Restriktionssysteme (= Restriktionsenzyme) an E.coli.

Lederberg, 1952, Physiol. Rev. 32, 403-430 Zimmerman et al., 1967, PNAS 57, 1841-1848 Arber und Linn, 1969, Annu Rev Biochem. 38, 467-500

Bayerisches Landesamt für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit 7

Viren und Gentechnik

Die „Entstehung“ der Gentechnik (Meilensteine)

1972: Paul Berg generiert die erste rekombinante DNA.

+ Ligase

Rekombinante DNA

SV40 E.coli

PlasmidSV40 Genom

+ Eco RI + Eco RI

SV40 Genom(-Fragment)

Bayerisches Landesamt für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit 8

Viren und Gentechnik

Die „Entstehung“ der Gentechnik (Meilensteine)

1973: Stanley Cohen generiert den ersten GVO. E.coli (1) E.coli (2)

RSF1010(SmR)

pSC101(TetR)

pSC109(TetR + SmR)

Eco RI Eco RI

+ Ligase

GVO

+ Eco RI + Eco RI

Bayerisches Landesamt für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit 9

Viren und Gentechnik

Gliederung

Die „Entstehung“ der Gentechnik (Meilensteine)

Die „Entstehung“ der GentechnikgesetzgebungDas Gentechnikgesetz (GenTG)

Gentechnik in Bayern

Virale Vektoren

Zelllinien

FAQ

Bayerisches Landesamt für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit 10

Viren und Gentechnik

Die „Entstehung“ der Gentechnikgesetzgebung

Januar 1973: Erste Asilomarkonferenz.Auf Initiative Paul Bergs treffen sich Wissenschaftler im kalifornischenAsilomar, um die Gefahren des “gentechnischen” Arbeitens mit Tumorviren(SV40 !) zu diskutieren.Anmerkung: Eine Mitarbeiterin Paul Bergs plant die gesamte DNA von SV40 in E.coli einzuschleußen.

Juni 1973: Gordon Konferenz über Nukleinsäuren.Die Vorstellung weiterer neuer Methoden zur Herstellung rekombinanter DNA und zur artübergreifenden Übertragung von Genen löst eine erneuteSicherheits-Diskussion aus. Im Anschluß an die Konferenz fordern die Teilnehmer die US-amerikanischeNationale Akademie der Wissenschaften (NAS) auf, eine Kommission mit derUntersuchung der potentiellen Risiken von rekombinanter DNA zubeauftragen. Das “Committee on Recombinant DNA Molecules” unterVorsitz von Paul Berg (Berg-Kommission) wird begründet.

Bayerisches Landesamt für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit 11

Viren und Gentechnik

Die „Entstehung“ der GentechnikgesetzgebungJuli 1974: Offener Brief des “Committee on Recombinant DNA Molecules”.Die Berg-Kommission veröffentlicht zeitgleich einen offenen Brief in demPublikationsorgan der US-amerikanischen Nationalen Akademie derWissenschaften (PNAS), dem US-amerikanischen Science- und dembritischen Nature-Magazin.

Der offene Brief enthält folgende Forderungen: - Ein freiwilliges, weltweites Moratorium bestimmter Experimente mitrekombinanter DNA.

- Die Einberufung einer NIH-Expertenkommission zur Bewertung möglicherSicherheitsrisiken durch den Umgang mit rekombinanter DNA

- Schaffung von Richtlinien für den Umgang mit rekombinanter DNA.- Die Einberufung einer internationalen Konferenz zur Diskussion über den weiteren Umgang mit rekombinanter DNA.

Berg et al., 1974, „Potential biohazards of recombinant DNA molecules“, PNAS, 71, 2593-2594.

Berg et al., 1974, „Letter: Potential biohazards of recombinant DNA molecules“, Science, 185, 303.

Berg et al., 1974, „NAS ban on plasmid engineering“, Nature, 250, 175.

Bayerisches Landesamt für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit 12

Februar 1975: Zweite Asilomarkonferenz über rekombinante DNA Moleküle.Wissenschaftler, Juristen und Journalisten aus 17 verschiedenen Staatendiskutieren Sicherheitskonzepte im Umgang mit rekombinanter DNA. Das im Jahr zuvor ausgerufene Moratorium wird aufgehoben.

Diskussion von Richtlinien-Vorschläge für Arbeiten mit rekombinanter DNA:- Einführung eines Klassifizierungssystems zur Einteilung gentechnischerArbeiten in vier Risikogruppen (gemäß WHO-Klassifizierung).

- Einführung entsprechender (Risikogruppen-spezifischer) Sicherheits-massnahmen zur Eindämmung von Freisetzungen in die Umwelt(physical containment, biological containment).

- GLP-Unterweisung (Training) von Mitarbeitern.- Verbot bestimmter gentechnischer Arbeiten (z.B. mit hochpathogenen MO, Toxinen), Arbeiten mit sehr grossen Kulturvolumen und aller Arten von Freisetzungen.

Viren und Gentechnik

Die „Entstehung“ der Gentechnikgesetzgebung

Berg et al., 1975, „Asilomar conference on recombinant DNA molecules“, Science, 188, 991-994.

Bayerisches Landesamt für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit 13

Viren und Gentechnik

Die „Entstehung“ der GentechnikgesetzgebungJuli 1976: NIH-Richtlinien für die Forschung an rekombinanter DNA.Als Konsequenz der zweiten Asilomar-Konferenz und einer Anfrage der WHO veröffentlicht die 1974 konstituierte NIH-Expertenkommission (Recombinant DNA Advisory Committee (RAC)) ihre ersten Richtlinien für die Forschung an rekombinanter DNA.

Das 1976 publizierte Dokument enthält u.a. folgende Punkte: - Festlegung (Risikogruppen-spezifischer) Sicherheitsmassnahmen zurEindämmung von Freisetzungen in die Umwelt (physical containment, biological containment)

- GLP-Unterweisung (Training) von Mitarbeitern- Verbot bestimmter gentechnischer Arbeiten (z.B. mit hochpathogenen MO, Toxinen), Arbeiten mit sehr grossen Kulturvolumen und aller Arten von Freisetzungen

- Spezielle Arbeitsanweisungen für bestimmte Arten von Experimenten- Regelung von Zuständigkeiten und Verantwortlichkeiten (Anzeige von Experimenten, Hygienepläne, Projektleiter, Betreiber etc.)„Recombinant DNA research - Guidelines“, Federal Register 41, 27901-27943 (1976).

Bayerisches Landesamt für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit 14

Viren und Gentechnik

Die „Entstehung“ der Gentechnikgesetzgebung

1978: Einführung der “Richtlininen zum Schutz vor Gefahren durch in-vitro neukombinierte Nukleinsäuren” (Genrichtlininen) in Deutschland.Dem NIH-Konzept folgend wird 1978 in Deutschland die “ZentraleKommission für die Biologische Sicherheit” (ZKBS) eingerichtet und mit derErstellung von “Richtlinien vor Gefahren durch in-vitro neukombinierteNukleinsäuren” beauftragt. Die kurz Genrichtlinien genannten “Richtlininen zum Schutz vor Gefahrendurch in-vitro neukombinierte Nukleinsäuren” werden noch im selben Jahreingeführt. Sie besitzen eine verbindliche Gültigkeit für alle staatlichenForschungseinrichtungen und öffentlich geförderten Projekte; von allenübrigen Einrichtungen wird die Anwendung der Genrichtlininen auf freiwilligerBasis erwartet. In den nachfolgenden Jahren werden die Genrichtlininen mehrfachüberarbeitet.

„Richtlininen zum Schutz vor gefahren durch in-vitro neukombinierte Nukleinsäuren – 5. überarbeitete Fassung“, Bundesanzeiger Verlagsges. mhH., Köln (1986).

Bayerisches Landesamt für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit 15

Viren und Gentechnik

Die „Entstehung“ der GentechnikgesetzgebungApril 1990: Richtlinien 90/219/EWG und 90/220/EWG des Rates derEuropäischen GemeinschaftenDie “Richtlinie 90/219/EWG über die Anwendung genetisch veränderterMikrorganismen in geschlossenen Systemen” (Systemrichtlinie) und die “Richtlinie 90/220/EWG über die absichtliche Freisetzung von genetischveränderten Organismen in die Umwelt” (Freisetzungsrichtlinie) werdenvom Rat der Europäischen Gemeinschaften verabschiedet.

Artikel 22 (90/219/EWG) bzw. Artikel 23 (90/220/EWG):“Die Mitgliedstaaten erlassen die erforderlichen Rechts- und Verwaltungsvorschriften, um dieser Richtlinie (…) nachzukommen. (…)”= Aufforderung zur Umsetzung in nationales Recht !

Juni 1990: Verabschiedung des Gesetzes zur Regelung der Gentechnik(Gentechnikgesetz - GenTG) in DeutschlandDas GenTG wird in den nachfolgenden Jahren mehrfach novelliert.

Bayerisches Landesamt für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit 16

Wissenschaftliche Diskussion über Gefahren rekombinanter DNA:- erste Asilomar-Konferenz- Gordon Konferenz

US-amerikanische Nationale Akademie der Wissenschaften (NAS):- Begründung der Berg-Kommission

Offener Brief der Berg-Kommission mit nachfolgenden Forderungen:

WeltweitesMoratorium

NIH-Expertenkommission

Schaffung von Richtlinien

Begründung der RAC am NIH

Aufhebung des Moratoriums

Zweite Asilomar-Konferenz

NIH-RichtlinienWHO

Begründung derZKBS am RKI

Internationale Experten-Konferenz

Genrichtlinien

Rat der EWG § GenTG §

Richtlinien-Vorschläge

1972

1973

1974

1975

1976

1978

1990 Systemrichtlinie (90/219/EWG) Freisetzungsrichtlinie (90/220/EWG)

Wissenschaftlicher Fortschritt: - erste rekombinante DNA

Wissenschaftlicher Fortschritt: - erste GVO

RAC am NIHAnfrage

nach 1990 Rat der EG

Systemrichtlinie (98/81/EG) Freisetzungsrichtlinie (2001/18/EG)Systemrichtlinie (2009/41/EG)

§ GenTG §

Novellierungen

Bayerisches Landesamt für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit 17

Viren und Gentechnik

Gliederung

Die „Entstehung“ der Gentechnik (Meilensteine)

Die „Entstehung“ der Gentechnikgesetzgebung

Das Gentechnikgesetz (GenTG)Gentechnik in Bayern

Virale Vektoren

Zelllinien

FAQ

Bayerisches Landesamt für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit 18

Viren und Gentechnik

Das Gentechnikgesetz (GenTG)

Erster Teil:Allgemeine Vorschriften

§1 Zweck des Gesetzes:

1. Der Schutz der Umwelt (Menschen, Tieren, Pflanzen, Sachgütern) vorschädlichen Auswirkungen gentechnischer Verfahren und Produkte. Einführung von Vorsorgemassnahmen gegen das Entstehen solcherGefahren.

2. Gewährleistung der Inverkehrbringung von Produkten (insbesondereLebens- und Futtermittel), die konventionell, ökologisch oder unterEinsatz von gentechnisch veränderten Organismen (GVOs) erzeugtwerden.

3. Den rechtlichen Rahmen für die Erforschung, Entwicklung, Nutzung und Förderung der wissenschaftlichen, technischen und wirtschaftlichenMöglichkeiten der Gentechnik zu schaffen.

Bayerisches Landesamt für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit 19

Viren und Gentechnik

Das Gentechnikgesetz (GenTG)

§2 Anwendungsbereich:

1. gentechnische Anlagen

2. gentechnische Arbeiten

3. Freisetzungen von GVOs

4. das Inverkehrbringen von Produkten, die GVOs enthalten oder aussolchen bestehen; Tiere gelten als Produkte im Sinne des Gesetzes.

Das Gesetz gilt nicht für die Anwendung von GVOs am Menschen(z.B. Gentherapie)

Bayerisches Landesamt für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit 20

Viren und Gentechnik

Das Gentechnikgesetz (GenTG)§3 Begriffsbestimmungen:

Organismus:Jede biologische Einheit, die fähig ist, sich zu vermehren oder genetisches Material zuübertragen, einschliesslich Mikroorganismen

Gentechnische Arbeiten:Erzeugung, Vermehrung, Lagerung, Zerstörung oder Entsorgung sowie der innerbetrieblicheTransport von GVO

Sicherheitsstufen:Gruppen gentechnischer Arbeiten nach ihrem Gefährdungspotenzial (S1 – S4)

GVO:Ein Organismus, mit Ausnahme des Menschen, dessen genetisches Material in einer Weise verändert worden ist, wie sie unter natürlichen Bedingungen nicht vorkommt.

Vektor:Ein biologischer Träger, der Nukleinsäuresegmente in eine neue Zelle einführt.

Bayerisches Landesamt für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit 21

Viren und Gentechnik

Das Gentechnikgesetz (GenTG)

Gentechnische Anlage:Einrichtung, in der gentechnische Arbeiten im geschlossenen System durchgeführt und bei derspezifische Einschliessungsmassnahmen angewendet werden, um den Kontakt der verwendetenOrganismen mit Mensch und Umwelt zu begrenzen und ein dem Gefährdungspotenzialangemessenes Sicherheitsniveau zu gewährleisten. Zum Beispiel Labor-, Tierhaltungs- und Technikräume, Produktionanlagen oder Gewächshäuser.

Laborsicherheitsmassnahmen:Festgelegte Arbeitstechniken und eine festgelegte Ausstattung von gentechnischen Anlagen.

Biologische Sicherheitsmassnahmen:Die Verwendung von Empfängerorganismen (z.B. E.coli K12 Stämme) und Vektoren mitbestimmten, gefahrenmindernden Eigenschaften.

Freisetzung:Das gezielte Ausbringen von GVOs in die Umwelt.

Inverkehrbringen:Die Abgabe von Produkten an Dritte, soweit diese nicht zu gentechnischen Arbeiten in gentechnischen Anlagen oder für genehmigte Freisetzungen bestimmt sind

Bayerisches Landesamt für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit 22

Viren und Gentechnik

Das Gentechnikgesetz (GenTG)Betreiber:Eine juristische oder natürliche Person oder eine nichtrechtsfähige Personenvereinigung, die unter ihrem Namen eine gentechnische Anlage errichtet oder betreibt, gentechnische Arbeitenoder Freisetzungen durchführt oder Produkte die GVOs enthalten in Verkehr bingt.

Projektleiter (PL):Eine Person, die im Rahmen ihrer beruflichen Obliegenheiten die unmittelbare Planung, Leitungoder Beaufsichtigung einer gentechnischen Arbeit oder Freisetzung durchführt.

Beauftragter für Biologische Sicherheit (BBS):Eine Person, die die Erfüllung der Aufgaben des Projektleiters überprüft und den Betreiber berät.

Beschäftigte:Schüler, Studenten und sonstige Personen, die gentechnische Arbeiten durchführen.

Bayerisches Landesamt für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit 23

Viren und Gentechnik

Das Gentechnikgesetz (GenTG)

§3 und §4 Zentrale Kommission für Biologische Sicherheit (ZKBS):

Zusammensetzung der ZKBS (§3)

Aufgaben der ZKBS (§4):- Die ZKBS prüft und bewertet sicherheitsrelevante Fragen, gibt hierzuEmpfehlungen und berät die Bundesregierung und die Länder.

- Die ZKBS veröffentlicht allgemeine Stellungnahmen zu häufigdurchgeführten gentechnischen Arbeiten mit den Kriterien derVergleichbarkeit.

→ Details geregelt durch ZKBS Verordnung (ZKBSVO)

Bayerisches Landesamt für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit 24

Viren und Gentechnik

Das Gentechnikgesetz (GenTG)

§6 Allgemeine Sorgfalts- und Aufzeichnungspflichten, Gefahrenvorsorge:(Pflichten des Betreibers)

- Regelmässige Risikobewertungen der gentechnischen Arbeiten und Überprüfung der Sicherheitsmassnahmen (ggf. Anpassung)

- Aufzeichnungspflicht über gentechnische ArbeitenS1: 10 JahreS2, S3, S4 und Freisetzungen: 30 Jahre(Aufbewahrungs- und Vorlagepflicht der Aufzeichnungen)

- Bestellung von PL und BBS

→ Details geregelt duch Gentechnik-Aufzeichnungsverordnung(GenTAufzV)

Bayerisches Landesamt für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit 25

Viren und Gentechnik

Das Gentechnikgesetz (GenTG)Zweiter Teil:Gentechnische Arbeiten in gentechnischen Anlagen

§7 Sicherheitsstufen / Sicherheitsmassnahmen:

(1) Gentechnische Arbeiten werden in vier Sicherheitsstufen eingeteilt:

S1: Arbeiten mit keinem Risiko für Mensch oder Umwelt

S2: Arbeiten mit geringem Risiko für Mensch oder Umwelt

S3: Arbeiten mit mäßigem Risiko für Mensch oder Umwelt

S4: Arbeiten mit hohem Risiko für Mensch und Umwelt

Die Zuordnung erfolgt anhand des Risikopotentials der gentechnischen Arbeit, welches bestimmt wird durch die Eigenschaft der Empfänger- und Spenderorganismen, der Vektoren sowie des gentechnisch veränderten Organismus.

Bayerisches Landesamt für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit 26

Viren und Gentechnik

Das Gentechnikgesetz (GenTG)

§7 Sicherheitsstufen / Sicherheitsmassnahmen:

(2) Sicherheitsmaßnahmen bei der Durchführung gentechnischer Arbeiten.

Biologische Sicherheitsmaßnahmen:anerkannte Vektor- / Empfängersysteme

Arbeitsschutzmaßnahmen Gefährdungsbeurteilungen; Minimierung der Exposition von Beschäftigten und Umwelt mit GVO

Technische und Organisatorische Sicherheitsmaßnahmen:(abhängig von Sicherheitsstufe der gentechnischen Arbeit)Bauweise; Arbeitsabläufe; Hygienepläne (Desinfektion !!!)

ArbeitssicherheitsmaßnahmenBetriebsanweisung; Qualifikation, Einweisung und (jährliche) Unterweisung der Beschäftigten; Unterweisung von Wartungs-, Putz- und Wartungspersonal; Arbeitsmedizinische Prävention

Anforderungen and Abwasser- und Abfallentsorgung

→ Details geregelt durch Gentechnik-Sicherheitsverordnung(GenTSV)

Bayerisches Landesamt für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit 27

Viren und Gentechnik

Das Gentechnikgesetz (GenTG)§8 Genehmigung, Anzeige und Anmeldung von gentechnischen Anlagenund erstmaligen gentechnischen Arbeiten.

§9 Weitere gentechnische Arbeiten

→ Details geregelt duch Gentechnik-Verfahrensverordnung (GenTVfV)

Bayerisches Landesamt für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit 28

Viren und Gentechnik

Das Gentechnikgesetz (GenTG)

Dritter Teil:Freisetzung und Inverkehrbringen

Vierter Teil: Gemeinsame Vorschriften

Fünfter Teil: Haftungsvorschriften

Sechster Teil:Straf- und Bußgeldvorschriften

Siebter Teil:Übergangs- und Schlussvorschriften

Bayerisches Landesamt für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit 29

System-richtlinie:

90/219/EWG98/81/EG

2009/41/EG

Freisetzungs-richtlinie:

90/220/EWG2001/18/EG

EWG / EG Deutschland Bayern

GenTG

ZKBS-Verordnung(ZKBSVO)

Gentechnik-Aufzeichnungsverordnung (GenTAufzV)

Gentechnik-Sicherheitsverordnung (GenTSV)

Gentechnik-Pflanzenerzeugungsverordnung (GenTPflEV)

Gentechnik-Beteiligungsverordnung (GenTBetV)

Gentechnik-Anhörungsverordnung (GenAnhV)

Bundeskostenverordnung zum Gentechnikgesetz (BGenTGKostV)

Gentechnik-Verfahrensverordnung(GenTVfV)

Gentechnik-Notfallverordnung (GenNotfV)

Gentechnik-Zuständigkeits-verordnung (ZustVGenT)

§ 6

§ 4

§ 7

§ 16

§ 16b

§ 18

§ 24

§ 31

§ 30

Ermächtigung zur Regelung durch Verordnungen…

Aufforderung zur Umsetzung in nationales Recht…

Bayerisches Landesamt für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit 30

Viren und Gentechnik

Gliederung

Die „Entstehung“ der Gentechnik (Meilensteine)

Die „Entstehung“ der Gentechnikgesetzgebung

Das Gentechnikgesetz (GenTG)

Gentechnik in BayernVirale Vektoren

Zelllinien

FAQ

Bayerisches Landesamt für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit 31

Viren und Gentechnik

Gentechnik in Bayern

§1 Vollzug des Gentechnikgesetzes:- Regierung

§2 Überwachung- Technische Überwachung: Gewerbeaufsichtsamt der Regierung- Entnahme und Untersuchung von Proben: LGL- Entnahme von Proben: Regierung - Anordnungen / Verfügungen: Regierung

§3 Örtliche Zuständigkeit- ROB: Oberbayern, Niederbayern, Schwaben - RUF: Oberfranken, Mittelfranken, Unterfranken, Oberpfalz

§4 Aufsicht- Oberste Aufsichtsbehörde: Staatsministerium für Umwelt und Gesundheit (StMUG)

Die Gentechnik-Zuständigkeitsverordnung (ZustVGenT)

Bayerisches Landesamt für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit 32

19931994

19951996

19971998

19991992

20002001

20022003

20042005

20062007

20082009

2010

Jahr

Anz

ahl g

ente

chni

sche

rA

nlag

en

740715692667642633600594578540501457431367335298282235202

0000000000000000000

141415161516161614131313121112121072

191187175168155151140139131128116103103878075737270

535514502483472466444439433399372341316269243211199156130

2010200920082007200620052004200320022001200019991998199719961995199419931992

Gesamt

S4S3S2S1

Jahr

In absoluten Zahlen:

0

100

200

300

400

500

600

S1 S2 S3 S4

Entwicklung gentechnischer Anlagen seit 1992 - Bayern

Viren und Gentechnik

Gentechnik in Bayern

(Que

lle: R

OB

und

RU

F)

Bayerisches Landesamt für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit 33

S1 74,71%

S2 23,57%

In absoluten Zahlen:

S1: 4397S2: 1387S3: 97S4: 4

In absoluten Zahlen:

S1: 535S2: 191S3: 14S4: 0

Anzahl gentechnischer Anlagen in 2010

- Deutschland - - Bayern -

S3 1,65%

S4 0,07%

S1 72,3%

S2 25,81%

S3 1,89%

Viren und Gentechnik

Gentechnik in Bayern

(Quelle: ROB und RUF)(Quelle: BVL)

Bayerisches Landesamt für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit 34

(Ohne die Arbeiten, die am LGL im Rahmen der amtlichen Überwachung durchgeführt werden)

0

5

10

15

20

25

HIV HTLV HCV E.coli (EHEC) andere

Organismus

Anza

hl A

rbei

ten

HIV HTLV HCV E.coli (EHEC) andere

S3-Arbeiten in Bayern (Stand: Mai 2011)

Viren und Gentechnik

Gentechnik in Bayern

Bayerisches Landesamt für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit 35

0

50

100

150

200

250

Organismus

Anz

ahl A

rbei

ten

OrganismusVirale Vektoren

(insgesamt: 752)Viren

(insgesamt: 154)Bakterien

(insgesamt: 175)Zelllinien

(insgesamt: 123)

Anz

ahl A

rbei

ten

Lent

ivira

l

Pilz

e

Ret

rovi

ral

Ade

novi

ral

Vacc

inia

vira

lEB

V-ba

sier

t

HSV

MH

V68

ande

reA

AV-

basi

ert

Mas

ernv

iren

Cor

onav

iren

Ade

novi

ren

HB

VH

CM

V

E.co

liSa

lmon

elle

n

ande

reEB

V

Stap

hylo

coc.

Kle

bsie

llen

List

erie

nPs

eudo

mon

.Ye

rsin

ien

Hel

icob

acte

r

ande

re

SMR

VA

d/SV

40 C

him

.H

VSH

BV

XMR

VEB

V Prot

ozoe

n

Prio

nen

ande

re

S2-Arbeiten in Bayern (Stand: Mai 2011)

Viren und Gentechnik

Gentechnik in Bayern

Bayerisches Landesamt für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit 36

Viren und Gentechnik

Gliederung

Die „Entstehung“ der Gentechnik (Meilensteine)

Die „Entstehung“ der Gentechnikgesetzgebung

Das Gentechnikgesetz (GenTG)

Gentechnik in Bayern

Virale VektorenZelllinien

FAQ

Bayerisches Landesamt für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit 37

Grundlagenforschung (Vorteil: Hohe Transduktionseffizienzen !)z.B. (Über-) Expression von (mutierten) Genen bzw. Proteinenz.B. Knock-down von Genen bzw. Proteinen (RNAi-Technologien)z.B. tagging (GFP-labeling) von ProteinenGenerell: transiente oder stabile Expression eines Transgens möglichGenerell: Einsatz in Zellkultur (in vitro), aber auch im Tiermodell (in vivo) möglichGenerell: Einflussnahme auf Zielzelltropismus möglich (Stammzellen; ruhende Zellen)

Impfstoffentwicklung:z.B. Japanisches Enzephalitis Virus; HIV-1/2; Malaria etc.

(häufig basierend auf Adenoviren; Vacciniaviren)

Gentherapie:z.B. Hämophilie A/B; Diabetes etc.

(häufig basierend auf Adenoviren; AAV; Retro-/ Lentiviren)

Virotherapie mit onkolytischen Viren:z.B. Nasopharynxkarzinom und Adenovirus „ONYX-015“z.B. Lebermetastasen aus Dickdarmkrebs und Herpes Simplex Virus „NV1020“

Viren und Gentechnik

Virale Vektoren Anwendungen viraler Vektoren

Bayerisches Landesamt für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit 38

Unterteilung- Exogene und endogene Retroviren (letztere: 8% des menschlichen Genoms)- Exogene (infektiöse) Retroviren: Retroviren, Lentiviren und Spumaviren

Retroviren (Unterfamilie: Orthoretroviren)- Unterteilung in die Gattungen: α-, β-, γ-, δ-, ε-Retroviren- Humanpathogene Vertreter: HTLV-1/2 (δ-Retroviren)- Als Basis für Vektoren häufig:

Murine Leukemia Virus (MLV) oder Murine Stem Cell Virus (MSCV) (γ-Retroviren)

Lentiviren (Unterfamilie: Orthoretroviren)- Weitere Gattung innerhalb der Unterfamilie: Orthoretroviren- HumanpathogeneVertreter: HIV-1/2- Alternatives Splicing (HIV produziert mehr als 20 verschiedene mRNAs)- Lentiviren können auch ruhende (sich nicht teilende) Zellen infizieren. - Als Basis für Vektoren vorwiegend: HIV-1

Spumaviren (Unterfamilie: Spumaviren)- Keine humanpathogenen Vetreter bekannt- Besonderheiten im Genomaufbau und der Morphogenese:

Ähnlichkeiten zu Hepatitis B Virus: reverse Transkription bereits im Viruspartikel

Viren und Gentechnik

Virale VektorenRetro- und Lentivirale Vektoren: Systematik der Retroviren

Bayerisches Landesamt für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit 39

Viren und Gentechnik

Virale VektorenRetro- und Lentivirale Vektoren: Replikationszyklus der Retroviren

Integrase

Kapsid

Reverse Transkriptase

RNA

Hüllprotein

Fusion

Uncoating

RNA abhängige DNA Polymerisation

RNase H Aktivität

DNA abhängige DNA Polymerisation

Reverse Transkription

Integration

Überwindung der Kernhhülle(Achtung: nur bei Lentiviren)

Translation viraler Proteine

RNA-Synthese

Assembly

Budding (Knospung)

Reifung(Protease)

ecotrop (nur Maus)amphotrop (Maus und Mensch)

Bayerisches Landesamt für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit 40

Viren und Gentechnik

Virale VektorenRetro- und Lentivirale Vektoren: Genomorganisation der Retroviren

poly A

U3 R U5 U3 R U5gag pro pol

env

Provirale DNA

Genomische RNA

5‘ LTR 3‘ LTR

Transaktivierung

Ψ

Genomorganisation von MLV (8,8 kb)

poly A

U3 R U5 U3 R U5gag

pro pol

vif Provirale DNA

Genomische RNA

5‘ LTR 3‘ LTR

Transaktivierung

Ψ

Genomorganisation von HIV-1 (9,7 kb)

env

nef

vprvpu

tat

rev

Bayerisches Landesamt für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit 41

Viren und Gentechnik

Virale VektorenRetro- und Lentivirale Vektoren: Genomorganisation der Vektoren

poly A

U3 R U5 U3 R U5 Provirale DNA

Vektorgenom

5‘ LTR 3‘ LTR

Transaktivierung

Ψ

Genomorganisation von MLV-basierten (retroviralen) Vektoren

Genomorganisation von HIV-1-basierten (lentiviralen) Vektoren

Transgen

poly A

U3 R U5 U3 R U5 Provirale DNA

Vektorgenom

5‘ LTR 3‘ LTR

Transaktivierung

Ψ Transgen

Deletion bei SIN-Vektoren

Deletion bei SIN-Vektoren -

-

Bayerisches Landesamt für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit 42

Viren und Gentechnik

Virale VektorenRetro- und Lentivirale Vektoren: Herstellung

Transfer-Plasmid(5‘LTR-Ψ-Transgen-3‘LTR)

Transfer-Plasmid(5‘LTR-Ψ-Transgen-3‘LTR)

Verpackungs-Plasmid(e)(gag/ pro/ pol)

Envelope-Plasmid(env / Pseudotypisierung !)

z.B. VSV-G

gag/ pro/ pol

env

Verpackungszelllinie

Transiente Expression

Produktionszelllinie

Retro-/Lentiviraler Vektor

Stabile transduzierte Zelllinie

Hüllprotein (env)

Rezeptor

Selektion / Passagierung

Bayerisches Landesamt für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit 43

Spenderorganismus 1(z.B. Mensch, subgenomisch)

Viren und Gentechnik

Virale VektorenRetro- und Lentivirale Vektoren: ZKBS-Stellungnahme (Az. 6790-10-41)

Spenderorganismus 2(Retrovirus, subgenomisch)

Plasmid

Empfänger 1:E.coli (RG1)

GVO

Empfänger 2:Produktionszelllinie

(RG1)

GVO

Retroviraler Vektor

GVO

Empfänger 3:(RG ???)

GVO

Transfer-Plasmid

Produktionssystem Stabil transduzierteZelllinie

S1 S1 (ecotrop)S2 (amphotrop) S1 (oder höher)

S1 (ecotrop)S2 (amphotrop)

Anmerkungen:- Wenn kein amphotroper Vektor (S2) mehr

nachweisbar, dann S1 - Bei allen retroviralen Vektoren abhängig

von der Risikogruppe des Empfängers 3

Anmerkung:- Bei amphotropen Vektoren und Transgenen mit

onkogenem Potential: S2 mit zusätzliche Sicherheitsmaßnahmen zum Personenschutz (ZKBS-Stellungnahme: Az. 6790-10-83)

Anmerkung:- Erfolgt die Übertragung eines vollständigen Genoms

eines Retrovirus der Risikogruppe 2 oder 3**, dann S2 (ZKBS-Stellungnahme: Az. 6790-10-89)

Gentechnische Arbeitder Sicherheitsstufe…

Bayerisches Landesamt für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit 44

Unterteilung- 54 bekannte, humanpathogene Adenovirustypen- Einteilung in 5 Spezies (A-G) - Adenovirale Vektoren basieren meist auf Adenovirustyp 5 (Ad5)

Übertragungswege- Direkter Kontakt, Tröpfchen-/ Schmierinfektion, fäkal-oral

Klinik- Meist asymptomatische Infektionen (>50%) - Symptomatische Infektionen des Auges, des Respirations-, Urogenital-Gastrointestinaltraktes möglich

Immunität - Langzeitige (lebenslange ?), typspezifische Immunität

Durchseuchung- heterogen- bei Ad5 zwischen 60% (z.B. Europa) und 90% (z.B. Kamerun)

Viren und Gentechnik

Virale VektorenAdenovirale Vektoren: Übersicht Adenoviren

Bayerisches Landesamt für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit 45

Viren und Gentechnik

Virale VektorenAdenovirale Vektoren: Replikationszyklus der Adenoviren

CAR

Endozytose

Translation viraler Proteine

RNA-Synthese

Freisetzung der Adenoviren(obligate Lyse der Zelle)

Fiber

DNA (linear, DS)

Kapsid

TerminalesProtein (TP)

Freisetzung aus Endosom

Transport der DNA in Zellkern

DNA-Replikation

Assembly

Transport des Kapsids zu NPC

Bayerisches Landesamt für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit 46

Viren und Gentechnik

Virale VektorenAdenovirale Vektoren: Genomorganisation

ITR Ψ

E1

Ad5-Genom ITR

L1 L2 L3 L4 E3 L5

E4E2A

36 kb

ITR Ψ

E1

1.Generation AdV ITR

L1 L2 L3 L4 E3 L5

E4E2A

ITR Ψ

E1

ITR

L1 L2 L3 L4 E3 L5

E4E2A

ITR Ψ

E1

ITR

L1 L2 L3 L4 E3 L5

E4E2A

2.Generation AdV

3.Generation AdV(Helfer-abhängig)

ΔE1

ΔE1

ΔE3

ΔE3 ΔE4ΔE2

bis 5,2 kb

bis 13 kb

bis 36 kb

(optional)

oder

(optional)

E1: essentiellE2: essentiellE3: nicht essentiellE4: nicht essentiell

Bayerisches Landesamt für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit 47

Viren und Gentechnik

Virale VektorenAdenovirale Vektoren: Herstellung 1. Generation AdV

E1

ITR Ψ Transgen ITR

ΔE1

Transformation

Trans-Komplementation

Replikation1.Generation

AdV

E1

RCA-Kontamination(Replication Competent Adenovirus)Frequenz: < 1 pro 108 AdV

ΔE1

ΔE1 ΔE1

ΔE1

ΔE1

ΔE1

E1

1.Generation AdV (BAC oder 2 Plasmide)Ψ

Bayerisches Landesamt für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit 48

Viren und Gentechnik

Virale VektorenAdenovirale Vektoren: Herstellung 3. Generation AdV

E1

ITR ITR

(ΔE1)Kotransformation

Replikation

3.GenerationAdV

Ad-Helfervirus (Plasmid oder Virus)Ψ

3.Generation AdV (Plasmid)ITR Ψ ITRΨ Transgen

loxP

Cre-RekombinaseΔΨ

Ψ

Ψ

Ψ

Ψ

ΨΨ

Ψ

Verpackung

Ψ

ΨΨ

Ψ

Ψ

Ψ

Ψ

Ad-Helfervirus-KontaminationFrequenz: 0,1 -10%

Ψ

Bayerisches Landesamt für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit 49

Viren und Gentechnik

Virale VektorenAdenovirale Vektoren: ZKBS-Stellungnahme (Az. 6790-10-28)

ITR Ψ Transgen ITR

1.Generation AdV

2.Generation AdV

Ψ

ITR Ψ Transgen ITRΨ

ITR Ψ ITR

Ad-HelfervirenΨΨ

loxP loxP

3.Generation AdVITR Ψ ITRΨ Transgen

Gentechnische Arbeit der Sicherheitsstufe:

S2

Anmerkungen:- Replikationskompetentes Genom von WT Ad5 (z.B. in Form einesBAC-Plasmids) in Empfänger der RG1 (z.B. E.coli): S2 - Nicht-permissive Zellen die mit replikationsdefekten AdV transduziert worden sind: S1- Bei allen replikationsdefekten AdV und Transgenen mit onkogenem Potential: S2 mit zusätzliche Sicherheitsmaßnahmen zum Personenschutz (ZKBS-Stellungnahme: Az. 6790-10-83)

S2

S2

S1, wenn die Ad5-Helfervirus Kontamination minimiert ist (Abtrennung durch Dichtezentrifugation).

Bayerisches Landesamt für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit 50

Geschichte der Pockenerkrankung (Variola)- Seit Jahrtausenden bekannt („sechste ägyptische Plage“ ?); verursacht durch Variolavirus- Seit mindestens 3000 Jahren: „Variolation“ (= Impfung durch Schnupfen / Einritzen

von Schorf der Pusteln / Bläschenflüssigkeit)- Ende 18. Jahrhundert: Edward Jenner nutzt das aus der Kuh stammende

Vacciniavirus für die „Vaccination“ (vacca: lat. Die Kuh) - 1958: Beginn des WHO-Impfprogramms (Impfung mit Vacciniaviren)- 1972: letzter Pockenfall in Deutschland (Hannover)- 1975: Herstellung des „Modified Vacciniavirus Ankara“ (MVA)-Impfstoffes

(nach 570 Passagen eines Vacciniavirus-Isolates auf CEF-Zellen)- 1976: Impfung von 120.000 Personen mit MVA ohne Nebenwirkungen- 1977: letzter Pockenfall weltweit (Somalia)- 1979: Einstellung der Pockenimpfung mit Vacciniaviren aufgrund z.T. schwerer

Nebenwirkungen- 1980: Die WHO erklärt die Welt für pockenfrei !

Lagerung (offiziell) noch am CDC (Atlanta, USA) und am VECTOR-Institut (Kolzowo, Russland)

Risikogruppen der Organismen (ZKBS Organismenliste):- Variolavirus: RG4- Vacciniavirus: RG2 (repliziert in menschlichen Zellen)- MVA: RG1 (repliziert nicht mehr in menschlichen Zellen)

Viren und Gentechnik

Virale VektorenVacciniavirale Vektoren: Übersicht Pockenviren

Bayerisches Landesamt für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit 51

Viren und Gentechnik

Virale VektorenVacciniavirale Vektoren: Replikationszyklus der Vacciniaviren

DNA

Lateralkörper

Membran

Uncoating

RNA-Synthese

Core

Genomreplikation

Proteinsynthese

Assembly

Behüllung via TGN / Endosomen

Freisetzung

Bayerisches Landesamt für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit 52

Viren und Gentechnik

Virale VektorenVacciniavirale Vektoren: Herstellung von Vacciniaviralen Vektoren

Infektion

Gen für die viraleThymidinkinase

Keine Replikation in Anwesenheit von BrdU

+ BrdU

Infektion

Transfektion

Transgen flankiert mit TK-Gen sites

Homologe Rekombination

+ BrdU

Beispiel:

Replikation in Anwesenheit von BrdU

Virales Genom

Bayerisches Landesamt für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit 53

Viren und Gentechnik

Virale Vektoren

Vacciniavirale Vektoren: ZKBS-Stellungnahmen (Az. 6790-10-04 und -74)

Rekombinante MVA

Gentechnische Arbeit der Sicherheitsstufe:

S1S2, wenn mit DNA-Abschnitten anderer OrthopoxvirenS2, wenn mit DNA-Abschnitten, die evtl. den Wirtsbereich erweitern

Gegebenenfalls (Toxine, Prionen etc.) Einzelfallbewertungen durch die ZKBS

Rekombinante Vacciniaviren: S2

Andere rekombinante Pockenviren: Beurteilung der Risikogruppen in der Organismenliste der ZKBS

Bayerisches Landesamt für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit 54

Taxonomie und Morphologie- Familie: Parvoviren / Gattung: Dependoviren

(Helferviren: Adenoviren aber auch: HSV, HHV6, HPV, HCMV)- Unbehüllt; ikosaedrisches Kapsid; Durchmesser: 18-30 nm- Einzelstrang DNA-Genom („+“ oder „-“ Strang); ca. 5000 bp

Vertreter- 13 bekannte AAV-Serotypen- Infektionen des Menschen: AAV 2, 3 und 5 (ZKBS; Az. 6790-10-73: RG 1)- AAV-Vektoren meist basierend auf AAV 2- AAV 1, 4, 6-12 aus Affen isoliert (ZKBS; Az. 6790-10-73 : RG 2)

Klinik- (humane) AAV Serotypen 2, 3 und 5: nicht assoziiert mit menschlichen Erkrankungen

- Infektionen mit AAV lösen nur sehr schwache Immunantworten aus

Durchseuchung- Hohe Durchseuchungstiter bei Erwachsenen (bis 90 %) - Hohe asymptomatische Trägerrate (Latenz nach chromosomaler Integration)

Viren und Gentechnik

Virale VektorenAAV-Vektoren: Übersicht Adeno-assoziierte Viren

Bayerisches Landesamt für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit 55

Viren und Gentechnik

Virale VektorenAAV-Vektoren: Replikationszyklus von AAV

AAV(ohne Helfervirus)

AAV

Rep-mediierte, ortsspezifische Integration

Chrom.19

Koinfektion mit Helfervirus (z.B. Adenovirus)

+Superinfektion mit Helfervirus (z.B. Adenovirus)

Bayerisches Landesamt für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit 56

Viren und Gentechnik

Virale Vektoren

AAV Vektoren: Genomorganisation

AAV2-Wildtyp 4,7 kbrep cap5‘

3‘

ITR ITR

AAV2-Vektor bis 4,5 kb5‘

3‘

ITR ITR

Bayerisches Landesamt für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit 57

Viren und Gentechnik

Virale Vektoren

AAV Vektoren: Herstellung von AAV2-Vektoren

Vektor-Plasmid bis 4,5 kb5‘

3‘

ITR ITR

rep capVerpackungs-Plasmid

+

+Helfer-Plasmid E2A E4 VA RNA

früher: Helfervirus an Stelle Helfer-Plasmid

Bayerisches Landesamt für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit 58

Gewebstropismus pseudotypisierter AAV2-Vektoren:Leber AAV8, AAV9Skelettmuskel AAV1, AAV6, AAV7, AAV8, AAV9ZNS AAV1, AAV4, AAV5Lunge AAV9Herz AAV8Pankreas AAV8Niere AAV2Photorezeptorzellen AAV5Retinales Pigmentepithel AAV4, AAV5

Viren und Gentechnik

Virale Vektoren

AAV Vektoren: Pseudotypisierung von AAV2-Vektoren

Vektor-Plasmid(ITR von AAV2)

bis 4,5 kb5‘

3‘

ITR ITR

rep capVerpackungs-Plasmid(rep von AAV2)

Verwendung der Kapsidgeneanderer AAV Serotypen

Bayerisches Landesamt für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit 59

Viren und Gentechnik

Virale Vektoren

AAV Vektoren: ZKBS-Stellungnahme (Az. 6790-10-73)

AAV 2, 3 und 5 (auch pseudotypisiert)

Gentechnische Arbeit der Sicherheitsstufe:

S1

AAV 1, 4, 6, 7, 8, 9, 10 und 11 S2

Anmerkung:- Bei allen replikationsdefekten AAV-Vektoren und Transgenen mit onkogenem Potential:

S2 mit zusätzliche Sicherheitsmaßnahmen zum Personenschutz (ZKBS-Stellungnahme: Az. 6790-10-83)

Bayerisches Landesamt für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit 60

Viren und Gentechnik

Gliederung

Die „Entstehung“ der Gentechnik (Meilensteine)

Die „Entstehung“ der Gentechnikgesetzgebung

Das Gentechnikgesetz (GenTG)

Gentechnik in Bayern

Virale Vektoren

ZelllinienFAQ

Bayerisches Landesamt für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit 61

Viren und Gentechnik

Zelllinien

Plasmid

Empfängerzelllinie

20-1 / 21-5 (Hepatom) / VeroLB-pi (Niere)

Gentechnische Arbeit der Sicherheitsstufe 3 (S3):

HCV

Empfängerzelllinie:

J-Lat 10.6 / J-Lat 6.3 (T-Zellen) HIV-1

MT-2 / MT-4 / MT-4puroFF (Lymphoblasten) HTLV-1

Zelllinien (RG3):

Bayerisches Landesamt für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit 62

Viren und Gentechnik

Zelllinien

B95-6 / B95a / Daudi / P3HR-1 / P493-6 (B-Zellen)

Gentechnische Arbeit der Sicherheitsstufe 2 (S2):

EBV

Empfängerzelllinie:

22RV1 (Prostatakarzinom) XMRV (Xenotropic Murine Leukemia related Virus)

Hep3B / HepG2-2.2.15 / HepG2-4A5 (Hepatozyten) HBV

MM221-92;221 (T-Zellen) HVS

BEAS-2B / IB3-1 / S9 (Bronchial-) / B-3 (Linsenepithel) Ad/SV40-Chimäre

8E5 (T-Zellen) HIV-1 (proviral)

C8166 (T-Zellen) HTLV-1 (defekt)Bos2 /ScGT1 / ScN2a / SINCC (Neuroblasten) Scrapie

CMMT / sMAGI (Mammatumor) Mason-Pfizer Monkey VirusHKB11 (Nierenzellen) Adenovirus und EBV

Siehe Zelllininenliste (und ggf. Stellungnahmen) der ZKBS !

Mögliche Kontamination verschiedenster Zelllininen SMRV (Squirrel Monkey Retrovirus)

Zelllinien (RG2):

Bayerisches Landesamt für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit 63

Viren und Gentechnik

Zelllinien

Human

Gentechnische Arbeit der Sicherheitsstufe:

S2

Primäre Zellen

Human, negativ für HIV, HBV und HCV S1

Human, nicht permissiv für HIV, HBV und HCV S1

Human, virale Erkrankung erwartet Gemäß RG des erwarteten Virus

Primaten S2

Primaten, negativ für SIV, SRV, STLV und CeHV-1 S1

Vertebraten, allgemein

Vertebraten, Chiroptera

S1

S2

Vertebraten, Chiroptera – negativ für Rabies S1

ZKBS-Stellungnahme: Az. 6790-10-03

Primäre Zellen:

Bayerisches Landesamt für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit 64

Viren und Gentechnik

ZelllinienZelllinien und Mykoplasmen:

Plasmid

Empfängerzelllinie

M. orale

Gentechnische Arbeit der Sicherheitsstufe:

S1

Empfängerzelllinie:

M. fermentans, M. hyorhinis, M. arginini, M. hominis, M. pneumoniae, M. salivarium, M. synoviae, M. capricolum, M. mycoides

S2

ZKBS-Stellungnahme: Az. 6790-05-01-94

Mykoplasmen

Bayerisches Landesamt für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit 65

Viren und Gentechnik

Gliederung

Die „Entstehung“ der Gentechnik (Meilensteine)

Die „Entstehung“ der Gentechnikgesetzgebung

Das Gentechnikgesetz (GenTG)

Gentechnik in Bayern

Virale Vektoren

Zelllinien

FAQ

Bayerisches Landesamt für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit 66

Viren und Gentechnik

FAQEinbringen von mRNA in eukaryote Zellen:

mRNA

Empfängerzelllinie

Bei eukaryoten mRNAs handelt es sich nicht um Erbgut. (…). Diese Arbeiten sind daher keine Verfahren der Veränderung genetischen Materials.

ZKBS-Stellungnahme (Az.: 6790-10-44):

Diese Stellungnahme gilt nicht für Arbeiten, die die Entstehung gentechnisch veränderter Viren erwarten lassen wie die Injektion rekombinanter Genome von RNA-Viren (z.B. von Picornaviren) in somatische eukaryote Zellen (…).

Bayerisches Landesamt für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit 67

Viren und Gentechnik

FAQEinbringen rekombinanter DNA in Tiere:

Arbeiten, die nicht die Veränderung von Keimbahnzellen zum Ziel haben, sind nicht als Verfahren der Veränderung genetischen Materials anzusehen. Die ZKBS empfiehlt jedoch vorläufig, die Versuchstiere nicht zu Züchtungszwecken zu verwenden.

ZKBS-Stellungnahme (Az.: 6790-10-23):

Rekombinante DNATier

Einzelfallbewertung durch die ZKBS, wenn durch das Einbringen rekombinanter viraler oder bakterieller DNA die Entstehung neuer GVO zu erwarten ist.

Bayerisches Landesamt für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit 68

Viren und Gentechnik

FAQKönnen GVOs „gefährlicher“ sein, als ihre Ausgangsorganismen ?

„Expression of Mouse Interleukin-4 by a Recombinant Ectromelia Virus SuppressesCytolytic Lymphocyte Responses and Overcomes Genetic Resistance to Mousepox“Jackson et al. (2001). Journal of Virology, 75: 1205-1210.

„Disruption of HDAC/CoREST/REST repressor by dnREST reduces genome silencing and increases virulence of herpes simplex virus“Guoying Zhou et al. (2010). PNAS, 107: 15904-15909.

Bayerisches Landesamt für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit 69

Viren und Gentechnik

FAQGVO or not GVO ?

„Chemical Synthesis of Poliovirus cDNA: Generation of Infectious Virus in the Absence of a Natural Template“Cello et al. (2002). Science, 297: 1016-1018.

„Characterization of the reconstituted 1918 Spanish Influenza Pandemic Virus“Tumpey et al. (2005). Science, 310: 77-80.

§3 GenTG - Begriffsbestimmungen:

GVO:Ein Organismus, mit Ausnahme des Menschen, dessen genetisches Material in einerWeise verändert worden ist, wie sie unter natürlichen Bedingungen nicht vorkommt.

Bayerisches Landesamt für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit 70

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

Bayerisches Landesamt für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit 71

0

1000

2000

3000

4000

5000

19931994

19951996

19971998

19991992

20002001

20022003

20042005

20062007

20082009

2010

Entwicklung gentechnischer Anlagen seit 1992 - Deutschland

Jahr

Anz

ahl g

ente

chni

sche

rA

nlag

en

588560195747543752305009512448814409406036723285294925052088168514701151551

4442000000000000000

97100948175717876686361585342382723147

13871425135212521204113811531090968892805734670595512434403317134

43974490429741023951380038933715337331052806249322261868153812241044820410

2010200920082007200620052004200320022001200019991998199719961995199419931992

Gesamt

S4S3S2S1

Jahr

In absoluten Zahlen:

S1 S2 S3 S4

Viren und Gentechnik

Gentechnik in Bayern

(Que

lle: B

VL)

Bayerisches Landesamt für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit 72

Viren und Gentechnik

Gentechnik in Bayern

Ziele der analytischen Überwachung durch das LGL:

Überprüfung von Identität und Reinheit der eingesetzten GVO:- Genehmigungskonformität der gentechnischen Arbeiten- Nachweis von Kontaminationen

Überwachung der Einschließung (des Containments) von GVO:- Verhinderung einer Kontamination von Mensch und Umwelt- Verhinderung einer Freisetzung in die Umwelt

Entwicklung von Methoden für die analytische Überwachung (§28b GenTG)

Bayerisches Landesamt für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit 73

Analytische Überprüfung von Identität und Reinheit

Recherche:Art und Umfang der

genehmigten Tätigkeiten

Dokumente:Spender, Empfänger,Vektoren und GVO

Genehmigungskonform

Probenahme:Virussuspension-, Bakterien-,

Pilz-, Zellkulturen

Analytik:Untersuchung der Reinheit

Bewertung:

Ergebnis OK?

Bewertung:

Analytik:Untersuchung der Identität

Ergebnis OK?

Kontamination(z.B. SMRV / Mycoplasmen)

Kontamination oderNicht genehmigte Tätigkeit

ja

nein

nein

ja

Viren und Gentechnik

Gentechnik in Bayern

Bayerisches Landesamt für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit 74

Analytische Überwachung des Containments

Recherche:Eingesetzte Wildtyp- und gentechnisch

veränderte Organismen

Dokumente:Spender, Empfänger,Vektoren und GVO

Spezifikationen des Containments erfüllt

Ergebnis

Analytik:Screening (meist: PCR) auf

eingesetzte Organismen

positiv

negativ

Ergebnis

Analytik:Nachweis von

vermehrungsfähigen* GVO

positivnegativ

Gefahr einer Kontamination von Mensch (und Umwelt) !

Gefahr einer Kontamination von Mensch (und Umwelt) ?

Gefahr einerunbeabsichtigten Freisetzung ? Unbeabsichtigte Freisetzung !

ProbenahmeInnerhalb der Anlage (Oberflächen, Griffe, Geräte etc.)Außerhalb der Anlage (Erzeugnisse, Abfall, Abwasser, Abluft, Umwelt etc.)

* bei Vektoren: funktionsfähigen

Viren und Gentechnik

Gentechnik in Bayern

Sicherheitsrelevanz ? Sicherheitsrelevanz ?