Hvor giftige er de? Forskere undersøger miljøkonsekvenserne af bioteknologiske sprøjtemidler

”Hvis ting slår noget ihjel, er vi nødt til at undersøge, hvordan de slår det ihjel, og hvem og hvad ellers de kunne finde på at slå ihjel,” lyder det fra professor Nina Cedergreen fra Institut for Plante- og Miljøvidenskab på Københavns Universitet.

De ting, hun taler om, er bioteknologiske pesticider. Mere specifikt sprøjtemidler, som består af helt naturlige RNA- og peptidmolekyler, der ved hjælp af den nyeste bioteknologi er designet til at bekæmpe sygdomme og skadedyr i landbrugets afgrøder. I nogle lande er de klassificeret som biopesticider og vurderes til at være mindre miljø- og sundhedsskadelige end de traditionelle kemiske pesticider, som der er en politisk ambition både nationalt og i EU om at mindske brugen af.

På trods af at der i EU endnu ikke er godkendt RNA- eller peptid-produkter, vinder de frem i resten af verden.

”Bioteknologiske pesticider har et lovende potentiale, der kan gøre verdens voksende fødevareproduktion mindre afhængig af kemiske pesticider. Producenterne påstår, at bioteknologiske pesticider er miljømæssigt sikre at bruge, fordi de er baseret på naturlig biologi. Men det er naivt. Faktum er, at stofferne slår sygdomme og skadedyr ihjel, men deres miljøvirkninger ved vi meget lidt om. Det vil vi nu forsøge at finde ud af,” siger professoren.

Hun står i spidsen for det nye store forskningscenter ENSAFE, som Novo Nordisk Fonden har finansieret med 60 mio. kroner. Ud over Nina Cedergreen består forskningskonsortiet af Jan Gorodkin fra det Sundhedsvidenskabelige Fakultet på Københavns Universitet, Jeppe Lund Nielsen fra Aalborg Universitet samt David Spurgeon og Helen Hesketh fra UK Centre for Ecology & Hydrology. Sammen skal de skaffe evidensbaseret viden om risiciene ved bioteknologiske sprøjtemidler baseret på henholdsvis RNA og på peptider.

Mariehønse-drab og immunforsvar

RNA-baserede pesticider er sprøjtegifte, der slukker for særlige gener hos specifikke skadedyr, virus- eller svampesygdomme, så de dør.

“I dag ved vi ikke, om RNA-sprøjtemidlerne kun dræber de skadedyr, vi bekæmper, da der ikke findes data for, hvordan de påvirker nyttedyr. Hvordan kan vi fx vide, om et giftstof kun rammer en coloradobille og ikke en mariehøne? Vores hypotese er, at der må være beslægtede dyr, som også er følsomme over for RNA-midler. Den hypotese vil vi teste,” siger Nina Cedergren.

Peptidbaserede sprøjtemidler fungerer ved at dæmpe bestemte enzymer, som forårsager sygdom i planter eller skadedyr. Peptider kan være hormoner eller signalstoffer - fx er insulin og edderkoppegift peptider.

“Selvom peptider er naturlige forbindelser, ved vi, at de fleste af vores allergier faktisk er udløst af peptider – fx pollenallergi og sojaallergi. Så hvad og hvor meget skal der til, for at peptider udløser immunsystemet i dyr i naturen?” spørger Nina Cedergreen.

Forskernes ambition er at finde svar på to overordnede spørgsmål: Hvor store mængder bioteknologiske pesticider kan både vi mennesker og organismer i naturen blive udsat for, hvis det bruges som anvist i planteproduktionen? Og hvor giftige er de mængder så?

”Med den viden kan vi vurdere den samlede risiko ved et pesticid. Forsvinder et giftigt stof hurtigt fra miljøet, er risikoen som regel relativt lille, fordi vi ikke bliver eksponeret for det. Men det er velkendt, at fx peptider kan være ret længe om at blive nedbrudt – så kan noget af giften fra marken være tilbage i vores fødevarer, når de havner i supermarkedet? Det skal vi vide,” siger Nina Cedergreen.

Europa er allerede langt bagud

Mange steder i udlandet har myndighederne en lempelig tilgang til bioteknologiske sprøjtemidler, og adskillige produkter er i brug bl.a. i USA, Sydamerika og Asien. I EU forholder det sig anderledes.

Uanset om pesticider er naturlige eller kemiske, skal de i EU igennem samme restriktive godkendelsesproces, som typisk tager 5-10 år og koster ansøgeren ca. 300 mio. kroner. Problemet er dog ikke kun, at systemet i EU er langsomt og dyrt – det er heller ikke gearet til de nye typer sprøjtemidler.

”I Europa er godkendelsessystemet designet udelukkende til kemiske pesticider. Og det har ført til nogle mærkelige paradokser. Fx kan man for et middel baseret på levende mikrober blive bedt om at opgive dets kogepunkt. Så nogle ting i den nuværende godkendelsesproces giver simpelthen ikke mening,” siger Cedergreen.

Og så er tidshorisonten et afgørende benspænd, pointerer hun:

”I disse år udvikler rigtig mange firmaer bioteknologiske pesticider, men opstartsfirmaer har ikke råd til at vente så mange år, før de ved, om de har et marked og kan begynde at tjene penge. Derfor søger de uden om Europa, og vi kommer bag om dansen,” siger Nina Cedergreen og fortsætter:

”Det er det dilemma, Europa står i. Vi vil gerne være forsigtige med, hvad vi sprøjter ud over vores fødevarer. Men det er jo dumt, hvis vi er så restriktive, at vi går glip af den bioteknologiske udvikling, som brager afsted i hele verden, og hvor man potentielt kan lave bedre og mindre miljøskadende plantebeskyttelsesmidler, som vi kan udskifte de kemiske pesticider med.”

Derfor er det nye forskningscenters ambition at udvikle de redskaber, der er nødvendige for at EU kyndigt kan evaluere de miljø- og sundhedsmæssige risici ved forskellige bioteknologiske sprøjtemidler.

”Vi skal finde den viden, vi mangler, for at vi kan regulere de nye bioteknologiske plantebeskyttelsesmidler på en sikker måde, men også på en måde, som er smartere og hurtigere end den proces, som kemikalierne i dag skal igennem i EU,” slutter Nina Cedergreen.

[BOKS:] BIOPESTICIDER ELLER BIOTEKNOLOGISKE PESTICIDER?

Biopesticider er biologiske stoffer eller organismer, der skader, dræber eller virker frastødende på sygdomme eller skadedyr i vores afgrøder. Det kan være ekstrakter af planter eller mikroorganismer, eller det kan være hele mikroorganismer eller parasitter, der kan gøre skade på skadedyr. Det kan også være duft-fælder, der forvirrer f.eks. møl i parringen, så hunnerne ikke bliver befrugtede og lægger æg, der bliver til larver, der skader afgrøderne.

Bioteknologiske pesticider bliver i f.eks. USA også defineret som biopesticider, da det er biologiske molekyler. Bioteknologiske pesticider adskiller sig dog fra f.eks. mikrober og planteekstrakter ved at være designede til at hæmme væksten eller udviklingen i specifikke sygdomme og skadedyr. Dette kan gøres ved hjælp af biomolekyler som for eksempel RNA, der består af nukleinsyrer, som findes i alle organismer. Det kan også foregå ved hjælp af peptider, som er korte strenge af aminosyrer, som er de samme byggesten som proteiner er lavet af. Inspirationen er ofte hentet i biologiens eget forsvar mod sygdomme og skadedyr. Designet kan potentielt gøre de bioteknologiske pesticider meget specifikke, så kun netop skadedyret og ikke så mange andre organismer rammes.

[BOKS:] MACHINE LEARNING SKAL UDPEGE FØLSOMME ARTER

Forskningscentret ENSAFE vil også undersøge, om man bl.a. ved hjælp af machine learning kan forudsige, hvilke organismer der vil være følsomme over for de bioteknologiske pesticider.

”Med de hurtigt voksende genom-databaser vil vi med AI i kombination med datastruktur-baserede algoritmer muligvis kunne screene arter for, om de har de gen-kombinationer, som de nye pesticider er designet til at kunne slukke. Dette vil gøre det muligt at målrette de studier, man vil kræve af industrien til risikovurdering af stofferne,” siger Jan Gorodkin.