تحقیق سود از عملکرد: آیا رابطه بین تحقیقات بیولوژیکی، امنیت و جامعه نیاز به بازنگری دارد؟

• نویسنده:
• نام نویسنده

  آینده نگاری کوانتوم ران
• آوریل 11، 2022

خلاصه بینش

تحقیقات Gain-of-Function (GOF)، یک اکتشاف شگفت‌انگیز در مورد جهش‌هایی که عملکرد یک ژن را تغییر می‌دهند، به ابزاری حیاتی در درک بیماری‌ها و توسعه اقدامات پیشگیرانه تبدیل شده است، اما همچنین نگرانی‌های ایمنی و امنیتی قابل توجهی را ارائه می‌کند. کاربردهای گسترده GOF، از تبدیل زباله های پلاستیکی به سوخت مصنوعی گرفته تا ایجاد بیماری های بسیار هدفمند به عنوان سلاح های زیستی، هم فرصت های امیدوارکننده و هم خطرات هشدار دهنده را نشان می دهد. با این حال، پیامدهای بلندمدت این تحقیق مستلزم بررسی دقیق و مدیریت مسئولانه توسط دولت ها و صنایع است.

زمینه به دست آوردن عملکرد

GOF جهش هایی را بررسی می کند که عملکرد یا الگوی بیان ژن یا پروتئین را تغییر می دهد. یک رویکرد مرتبط، به نام از دست دادن عملکرد، مستلزم سرکوب یک ژن و مشاهده اتفاقاتی است که بدون آن برای موجودات می‌افتد. هر موجودی می‌تواند توانایی‌ها یا ویژگی‌های جدیدی ایجاد کند یا از طریق انتخاب طبیعی یا آزمایش‌های علمی عملکردی به دست آورد. با این حال، در حالی که در توسعه واکسن‌ها و داروها نسل بعدی مفید است، آزمایش‌های علمی GOF می‌تواند نگرانی‌های ایمنی و امنیتی قابل توجهی را نیز ارائه دهد.

برای زمینه، دانشمندان ارگانیسم ها را با استفاده از چندین تکنیک بر اساس توانایی های موجودات و نتایج مورد نظر اصلاح می کنند. بسیاری از این رویکردها شامل تغییر مستقیم کد ژنتیکی ارگانیسم است، در حالی که برخی دیگر ممکن است شامل قرار گرفتن ارگانیسم‌ها در شرایطی باشد که عملکردهای مرتبط با تغییرات ژنتیکی را ارتقا دهند. 

تحقیقات GOF ابتدا توجه عمومی گسترده ای را در ژوئن 2012 به خود جلب کرد، زمانی که دو گروه تحقیقاتی فاش کردند که یک ویروس آنفولانزای مرغی را با استفاده از مهندسی ژنتیک و تکامل هدایت شده تغییر داده اند تا بتوان آن را به و بین فرت ها منتقل کرد. برخی از بخش‌های مردم می‌ترسیدند که انتشار یافته‌ها معادل ارائه طرحی برای تولید یک بیماری همه‌گیر فاجعه‌بار باشد. در سال‌های پس از آن، سرمایه‌گذاران تحقیقات، سیاستمداران و دانشمندان در مورد اینکه آیا چنین کاری مستلزم نظارت دقیق‌تری برای جلوگیری از انتشار تصادفی یا عمدی طاعون ایجاد شده در آزمایشگاه است یا خیر، بحث کرده‌اند. 

آژانس های مالی ایالات متحده که از تحقیقات انجام شده در کشورهای دیگر حمایت می کنند، در نهایت در سال 2014 یک تعلیق در تحقیقات GOF شامل ویروس های آنفلوانزای پرندگان بسیار بیماری زا (HPAIV) در حالی که پروتکل های جدیدی را برای بررسی خطرات و مزایای آن توسعه می دادند، وضع کردند. این تعلیق در دسامبر 2017 برداشته شد. تحقیقات GOF به دلیل همه‌گیری SARS-CoV-2 (COVID-19) و منشاء مورد بحث آن، به کانون توجه بازگشته است. چندین دانشمند و سیاستمدار معتقدند که بیماری همه گیر ممکن است از یک آزمایشگاه سرچشمه گرفته باشد، و این بیماری همه گیر مسائل مهمی را در مورد تحقیقات GOF مطرح می کند. 

تاثیر مخرب

مطالعه GOF در عوامل عفونی پیامدهای عمیقی برای درک بیماری ها و توسعه اقدامات پیشگیرانه دارد. با کنکاش در ماهیت زیربنایی فعل و انفعالات میزبان و پاتوژن، دانشمندان می توانند چگونگی تکامل ویروس ها و آلوده کردن میزبان ها را کشف کنند. این دانش به ایجاد استراتژی هایی برای پیشگیری یا درمان بیماری ها در انسان و حیوانات کمک می کند. علاوه بر این، تحقیقات GOF می‌تواند پتانسیل همه‌گیری ارگانیسم‌های عفونی در حال ظهور را ارزیابی کند، بهداشت عمومی و تلاش‌های آماده‌سازی را هدایت کند، از جمله ایجاد پاسخ‌های پزشکی مؤثر. با این حال، تشخیص این نکته ضروری است که این تحقیق ممکن است با خطرات ایمنی زیستی و امنیت زیستی خاصی همراه باشد که به ارزیابی ریسک و استراتژی‌های کاهش منحصر به فرد نیاز دارد.

در زمینه سلامت جامعه، تحقیقات GOF به عنوان ابزاری حیاتی برای پیش بینی تغییرات در ویروس های شناخته شده عمل می کند. با برجسته کردن جهش‌های احتمالی، نظارت بهبود یافته را امکان‌پذیر می‌کند و به جوامع اجازه می‌دهد تا این تغییرات را به سرعت تشخیص دهند و به آنها پاسخ دهند. آماده‌سازی واکسن‌ها قبل از شیوع بیماری به یک امکان تبدیل می‌شود و به طور بالقوه جان و منابع را نجات می‌دهد. با این حال، خطرات بالقوه تحقیقات GOF را نمی توان نادیده گرفت. ممکن است منجر به ایجاد ارگانیسم‌هایی شود که عفونی‌تر یا خطرناک‌تر از ارگانیسم والد خود هستند، یا حتی ارگانیسم‌هایی که روش‌ها و درمان‌های تشخیص فعلی نمی‌توانند از عهده آن برآیند.

دولت ها ممکن است نیاز به سرمایه گذاری در زیرساخت ها و آموزش داشته باشند تا اطمینان حاصل کنند که تحقیقات GOF به صورت ایمن و اخلاقی انجام می شود. شرکت‌های درگیر در مراقبت‌های بهداشتی و دارویی می‌توانند از این تحقیقات برای توسعه محصولات و خدمات جدید استفاده کنند، اما ممکن است نیاز داشته باشند که مناظر قانونی و اخلاقی را با دقت دنبال کنند. افراد، به ویژه آنهایی که در جوامع آسیب دیده هستند، از بهبود پیشگیری و درمان بیماری سود می برند، اما باید از خطرات بالقوه و بحث های اجتماعی پیرامون این رویکرد علمی قدرتمند نیز آگاه باشند. 

پیامدهای افزایش عملکرد

پیامدهای گسترده تر GOF ممکن است شامل موارد زیر باشد:

• دانشمندان در زمینه گسترده علوم زیستی قادر به انجام آزمایش‌های پیشرفته برای نظریه‌های علمی متعدد هستند که منجر به درک عمیق‌تر فرآیندهای زندگی و پتانسیل اکتشافات جدید در پزشکی، کشاورزی و سایر بخش‌های حیاتی می‌شود.
• توسعه فناوری‌های جدید و درمان‌های پزشکی برای طیف وسیعی از کاربردهای مراقبت‌های بهداشتی، منجر به بهبود نتایج بیمار، مراقبت شخصی‌تر و صرفه‌جویی در هزینه‌های بالقوه در سیستم‌های مراقبت‌های بهداشتی می‌شود.
• ارگانیسم های مهندسی ژنتیک به نفع محیط زیست، مانند اصلاح E. coli برای تبدیل زباله های پلاستیکی به سوخت مصنوعی یا کالای دیگر، که منجر به روش های جدید مدیریت زباله و راه حل های انرژی بالقوه می شود.
• رژیم‌ها و سازمان‌های سرکش بودجه توسعه بیماری‌های بسیار هدفمند و مقاوم به دارو برای استفاده به عنوان سلاح‌های زیستی را تأمین می‌کنند که منجر به افزایش خطرات امنیتی جهانی و نیاز به همکاری بین‌المللی در ایمنی زیستی می‌شود.
• افزایش توانایی برای اصلاح مواد ژنتیکی، منجر به بحث‌های اخلاقی و قوانین بالقوه در مورد مهندسی ژنتیک انسانی، نوزادان طراح، و پتانسیل پیامدهای زیست‌محیطی ناخواسته می‌شود.
• رشد پزشکی شخصی از طریق تجزیه و تحلیل ژنتیکی و درمان‌های مناسب، منجر به درمان‌های مؤثرتر می‌شود، اما همچنین نگرانی‌هایی را در مورد حفظ حریم خصوصی، تبعیض و دسترسی برای همه گروه‌های اجتماعی-اقتصادی ایجاد می‌کند.
• پتانسیل علوم زیستی برای کمک به کشاورزی پایدار از طریق توسعه محصولات مقاوم به خشکی و آفت کش های سازگار با محیط زیست، که منجر به افزایش امنیت غذایی و کاهش اثرات زیست محیطی می شود.
• خطر دسترسی نابرابر به فن‌آوری‌ها و درمان‌های پیشرفته علوم زیستی در مناطق مختلف و گروه‌های اجتماعی-اقتصادی، منجر به افزایش نابرابری‌های بهداشتی و ناآرامی‌های اجتماعی بالقوه می‌شود.
• ادغام علوم زیستی با فناوری اطلاعات، منجر به ایجاد صنایع و فرصت های شغلی جدید می شود، اما همچنین نیازمند بازآموزی قابل توجه نیروی کار و سازگاری با تقاضاهای جدید بازار کار است.

سوالاتی که باید در نظر گرفته شود

• آیا فکر می کنید که خطرات تحقیقات GOF بیشتر از فواید آن است؟
• آیا معتقدید شرکت های خصوصی باید توانایی خود را برای انجام تحقیقات GOF حفظ کنند یا تحقیقات GOF باید به آزمایشگاه های دولتی ملی محدود شود یا کاملاً ممنوع شود؟