Biotechnologie en cannabis: weefselkweek, genen uitschakelen en de toekomst van wiet

Biotechnologie bij cannabis draait om twee dingen: de samenstelling van medicinale producten nauwkeurig controleren, en nieuwe soorten maken via weefselkweek (micropropagatie), transgenese of genbewerking met CRISPR. Op het Amerikaanse continent heeft biotechnologisch onderzoek naar medicinale cannabis vaste voet gekregen, met als doel geneesmiddelen te ontwikkelen die op wetenschappelijk bewijs steunen. Dat kwam door soepelere regels en, toen dit artikel werd geschreven, door het wachten op een belangrijke beoordeling van de Wereldgezondheidsorganisatie (WHO).

De vraag is hoe biotechnologie en wiet samen genetica kunnen opleveren met alle voordelen en de kwaliteit die kwekers zoeken. Daar kijken we hier naar: hoe die twee werelden elkaar verder kunnen helpen.

Wat is biotechnologie?

Biotechnologie is een verzameling technieken die levende cellen, weefselkweek of moleculen uit organismen gebruiken, zoals enzymen, om producten te maken of aan te passen, planten of dieren te verbeteren, of micro-organismen te ontwikkelen voor specifieke toepassingen.

Die processen draaien om levende organismen en biologische processen: het vergisten van bepaalde producten, het technologisch gebruik van enzymen en het maken van recombinante eiwitten. Biotechnologie steunt op kennis van fundamentele biologische processen, zoals moleculaire biologie en genetica, en levert gereedschap voor duurzame ontwikkeling in landbouw, visserij, bosbouw en voedingsindustrie.

Goed gecombineerd met andere technologie voor de productie van voedsel, landbouwproducten en diensten wordt biotechnologie een belangrijk middel om een groeiende wereldbevolking te voorzien van wat ze nodig heeft.

Hoe verbetert biotechnologie de kwaliteit en kracht van cannabis?

Het voorbeeld van Misiones, in Argentinië

De Argentijnse provincie Misiones is een voorloper geworden in de productie van cannabisolie voor medisch gebruik, dankzij een reeks stappen die zorgen dat het product tot in detail traceerbaar is.

De provincie heeft moderne infrastructuur en apparatuur, en doet doorlopend onderzoek terwijl de teelt vordert. Toen dit artikel werd geschreven, teelde de Biofábrica, het biotechnologisch laboratorium van de provincie, meer dan 10 hectare buiten (outdoor) en een vergelijkbaar oppervlak binnen onder gecontroleerde omstandigheden (indoor). In december 2022 werden de eerste monsters olie geleverd voor de behandeling van specifieke ziektes.

Hoe helpt biotechnologie bij de kwaliteitscontrole van cannabis?

De samenwerking tussen de regering van Misiones, de Biofábrica en MisioPharma loopt goed en moet de provincie tot koploper in cannabisolie maken. Zo goed zelfs dat er een Argentijns apparaat bij kwam dat in de regio nog niet bestond, om de kwaliteit van het medicinale product te controleren. Het gaat om een chromatograaf, die zorgt dat de cannabisolie volgens de strengste normen en controles wordt gemaakt.

Samira Almirón, chemisch ingenieur in het team van jonge professionals van MisioPharma, legde uit: „Het is het nieuwste van het nieuwste. Met hogedrukvloeistofchromatografie (HPLC) kunnen we de bestanddelen bepalen, van de grondstof tot het eindproduct, de olie, en ook de concentratie van zowel het tussenproduct als het eindproduct.”

Cálice Biotech: werken aan betere cannabisgenetica

In de Argentijnse industrie springt vooral één project eruit: dat van twee biotechnologen die afstudeerden aan de UNSAM (de nationale universiteit van San Martín), Ramiro Olivera en Esteban Hernando, samen met Alejandro Germe, econoom met als specialiteit financiën en strategie voor startups.

Olivera bedacht het project in 2017, toen de wet in Argentinië nog weinig ruimte liet voor het telen van cannabis. In 2019 sloot Hernando aan als adviseur technologische ontwikkeling. Cálice Biotech werd in mei 2021 opgericht en kreeg in februari 2022 toestemming van het Argentijnse ministerie van Volksgezondheid om te werken in de gebouwen van de School voor Wetenschap en Technologie (ECyT) van de UNSAM.

Cálice presenteert zich als een platform voor plantenbiotechnologie dat zich richt op de genetische verbetering van cannabis, met een verdienmodel dat oplossingen levert aan bedrijven en zadenbanken in Argentinië en de rest van de wereld.

Op medisch vlak willen ze nieuwe soorten maken voor behandelingen waar gewone medicijnen niet werken. Daarnaast verkennen ze toepassingen voor industrie en tuinbouw. Toen dit artikel werd geschreven, hadden de oprichters geld opgehaald bij lokale investeerders en waren ze in gesprek met een buitenlandse.

Hoe staat het met cannabisgenetica in Argentinië?

De wereldwijde cannabismarkt groeit flink: toen dit artikel werd geschreven, werd hij voor 2024 geschat op 42,7 miljard dollar. In Argentinië verwachtte het staatssecretariaat voor Productie van het ministerie van Economie dat de sector in 2025 een jaaromzet van 500 miljoen dollar en 10.000 banen zou halen.

De wettelijke grens van 0,3% THC voor cannabis sativa-planten legt beperkingen op aan de teelt voor industrieel gebruik. Cálice zegt met genetische technieken op labschaal het gen te hebben uitgeschakeld waarmee de plant THC maakt, wat het bedrijf tot de pioniers in de wereld zou maken.

Voor het ontwikkelen van nieuwe wietsoorten zijn ook bio-informatica, fenomica en weefselkweek nodig. Fenomica bestudeert hoe een gewas zich gedraagt door allerlei parameters te meten. Weefselkweek via micropropagatie is onmisbaar om genbewerking toe te passen, en is ook een techniek om planten te vermeerderen en ziektevrij te maken.

Micropropagatie is een geavanceerde manier van klonen: je laat nieuwe planten groeien uit piepkleine stukjes plantenweefsel, met groeiregulatoren en speciale voedingsbodems.

Transgenese of CRISPR: welke biotechnologie voor cannabis?

Toen dit artikel werd geschreven, was er maar één soort cannabis van dit type op de markt: een transgene plant die in de Verenigde Staten is ontwikkeld. Bij transgenese breng je genen van buitenaf in het genoom van de plant, om haar eigenschappen te geven die ze eerst niet had.

Omdat je daarmee een nieuw organisme maakt dat in de natuur niet had kunnen ontstaan, zijn de toelatingstests voor de verkoop heel zwaar: ze duren 15 tot 20 jaar en kosten meer dan 50 miljoen dollar.

Transgenese is een oudere techniek dan CRISPR, de precieze „moleculaire schaar” die de ontwikkeltijd en de kosten van toelating verkort, omdat hij geen sporen achterlaat in het genoom van het genetisch aangepaste organisme.

Maar om een bepaald gen uit te schakelen, is CRISPR alleen niet genoeg: je moet ook weten welk gen je moet aanpassen. Bij cannabis zijn er ongeveer 40.000 mogelijkheden. Daar maakt de multidisciplinaire aanpak van Cálice en andere bedrijven het verschil.