Gain-of-function-forskning: Kræver forholdet mellem biologisk forskning, sikkerhed og samfund nytænkning?

• Forfatter:
• Forfatter navn

  Quantumrun Foresight
• April 11, 2022

Oversigt over indsigt

Gain-of-Function (GOF) forskning, en fascinerende udforskning af de mutationer, der ændrer et gens funktion, er blevet et vigtigt værktøj til at forstå sygdomme og udvikle forebyggende foranstaltninger, men det giver også betydelige sikkerheds- og sikkerhedsproblemer. De brede anvendelser af GOF, fra at omdanne plastikaffald til syntetisk brændstof til den potentielle skabelse af meget målrettede sygdomme som biovåben, afslører både lovende muligheder og alarmerende risici. Imidlertid kræver de langsigtede konsekvenser af denne forskning omhyggelig overvejelse og ansvarlig styring af regeringer og industrier.

Gain-of-function kontekst

GOF undersøger mutationer, der ændrer et gens eller proteins funktion eller ekspressionsmønster. En beslægtet tilgang, kaldet funktionstab, indebærer at undertrykke et gen og observere, hvad der sker med organismer uden det. Enhver organisme kan udvikle nye evner eller egenskaber eller få en funktion gennem naturlig selektion eller videnskabelige eksperimenter. Men selvom de er nyttige i udviklingen af ​​næste generations vacciner og medicin, kan GOF videnskabelige eksperimenter også give betydelige sikkerheds- og sikkerhedsproblemer.

Til kontekst ændrer videnskabsmænd organismer ved hjælp af flere teknikker baseret på organismens evner og de ønskede resultater. Mange af disse tilgange omfatter at ændre en organismes genetiske kode direkte, mens andre kan involvere, at organismer placeres under forhold, der fremmer funktioner forbundet med genetiske ændringer. 

GOF-forskning tiltrak oprindeligt bred offentlig opmærksomhed i juni 2012, da to forskergrupper afslørede, at de havde modificeret et fugleinfluenzavirus ved hjælp af genteknologi og guidet evolution, så det kunne overføres til og mellem fritter. Nogle dele af offentligheden var bange for, at offentliggørelse af resultaterne ville svare til at give en plan for at producere en katastrofal pandemi. I årene siden har forskningsfinansierere, politikere og videnskabsmænd diskuteret, om et sådant arbejde krævede strengere tilsyn for at forhindre utilsigtet eller bevidst udgivelse af en laboratorieskabt pest. 

Amerikanske finansieringsorganer, som støtter forskning udført i andre lande, indførte til sidst et moratorium i 2014 på GOF-forskning, der involverede højpatogene aviær influenzavirus (HPAIV), mens de udviklede nye protokoller til at undersøge risici og fordele. Moratoriet blev ophævet i december 2017. GOF-forskning er vendt tilbage til rampelyset på grund af SARS-CoV-2 (COVID-19) pandemien og dens omstridte oprindelse. Flere videnskabsmænd og politikere hævder, at pandemien kan stamme fra et laboratorium, hvor pandemien rejser vigtige spørgsmål vedrørende GOF-forskning. 

Forstyrrende påvirkning

Studiet af GOF i infektionsstoffer har dybtgående konsekvenser for forståelsen af ​​sygdomme og udvikling af forebyggende foranstaltninger. Ved at dykke ned i den underliggende natur af vært-patogen-interaktioner kan videnskabsmænd afdække, hvordan vira udvikler sig og inficerer værter. Denne viden hjælper med at skabe strategier til at forebygge eller behandle sygdomme hos mennesker og dyr. Ydermere kan GOF-forskning evaluere pandemisk potentiale for nye smitsomme organismer, vejlede folkesundhed og forberedelsesindsats, herunder skabelse af effektive medicinske reaktioner. Det er dog vigtigt at erkende, at denne forskning kan komme med specifikke biosikkerheds- og biosikkerhedsrisici, der kræver unikke risikovurderinger og afbødningsstrategier.

I forbindelse med samfundssundhed tjener GOF-forskning som et vigtigt værktøj til at foregribe ændringer i kendte vira. Ved at fremhæve sandsynlige mutationer muliggør det forbedret overvågning, hvilket gør det muligt for samfund at genkende og reagere på disse ændringer omgående. At forberede vacciner forud for et udbrud bliver en mulighed, hvilket potentielt kan redde liv og ressourcer. Alligevel kan de potentielle risici ved GOF-forskning ikke ignoreres. Det kan føre til skabelsen af ​​organismer, der er mere infektiøse eller virulente end deres moderorganisme, eller endda organismer, som nuværende detektionsmetoder og behandlinger ikke kan håndtere.

Regeringer skal muligvis investere i infrastruktur og uddannelse for at sikre, at GOF-forskning udføres sikkert og etisk. Virksomheder, der er involveret i sundhedspleje og farmaceutiske produkter, kan udnytte denne forskning til at udvikle nye produkter og tjenester, men det kan være nødvendigt at navigere omhyggeligt i lovgivningsmæssige og etiske landskaber. Individer, især dem i berørte samfund, kan drage fordel af forbedret sygdomsforebyggelse og behandling, men skal også være opmærksomme på de potentielle risici og samfundsdebatter omkring denne kraftfulde videnskabelige tilgang. 

Implikationer af gain-of-function

Bredere implikationer af GOF kan omfatte:

• Forskere inden for det brede biovidenskabelige felt er i stand til at udføre avancerede tests for adskillige videnskabelige teorier, hvilket fører til en dybere forståelse af livsprocesser og potentialet for nye opdagelser inden for medicin, landbrug og andre vitale sektorer.
• Udviklingen af ​​nye teknologier og medicinske behandlinger til en række sundhedsapplikationer, hvilket fører til forbedrede patientresultater, mere personlig pleje og potentielle omkostningsbesparelser i sundhedssystemer.
• Genteknologiske organismer til gavn for miljøet, såsom at modificere E. coli til at omdanne plastikaffald til et syntetisk brændstof eller en anden råvare, hvilket fører til nye metoder til affaldshåndtering og potentielle energiløsninger.
• Slyngelstater og organisationer, der finansierer udviklingen af ​​meget målrettede og lægemiddelresistente sygdomme til brug som biovåben, hvilket fører til øgede globale sikkerhedsrisici og behovet for internationalt samarbejde om biosikkerhed.
• Den øgede evne til at modificere genetisk materiale, hvilket fører til etiske debatter og potentiel lovgivning omkring menneskelig genteknologi, designerbørn og potentialet for utilsigtede økologiske konsekvenser.
• Væksten af ​​personlig medicin gennem genetisk analyse og skræddersyede behandlinger, der fører til mere effektive terapier, men også rejser bekymringer om privatliv, diskrimination og tilgængelighed for alle socioøkonomiske grupper.
• Biovidenskabens potentiale til at bidrage til bæredygtigt landbrug gennem udvikling af tørkeresistente afgrøder og miljøvenlige pesticider, hvilket fører til øget fødevaresikkerhed og reduceret miljøpåvirkning.
• Risikoen for ulige adgang til avancerede biovidenskabelige teknologier og behandlinger på tværs af forskellige regioner og socioøkonomiske grupper, hvilket fører til øgede sundhedsforskelle og potentiel social uro.
• Integrationen af ​​biovidenskab med informationsteknologi, hvilket fører til skabelsen af ​​nye industrier og jobmuligheder, men som også kræver betydelig omskoling af arbejdsstyrken og tilpasning til nye arbejdsmarkedskrav.

Spørgsmål at overveje

• Tror du, at risiciene ved GOF-forskning opvejer fordelene?
• Mener du, at private virksomheder bør bevare deres evne til at udføre GOF-forskning, eller bør GOF-forskning begrænses til nationale offentlige laboratorier eller forbydes direkte?