Gain-of-function rannsókn: Þarfnast tengsl líffræðilegra rannsókna, öryggis og samfélags endurhugsunar?

• Höfundur:
• Höfundur nafn

  Quantumrun Foresight
• Apríl 11, 2022

Innsýn samantekt

Gain-of-Function (GOF) rannsóknir, heillandi könnun á stökkbreytingum sem breyta virkni gena, hafa orðið mikilvægt tæki til að skilja sjúkdóma og þróa fyrirbyggjandi aðgerðir, en það hefur einnig veruleg öryggis- og öryggisvandamál. Hin víðtæka notkun GOF, allt frá því að umbreyta plastúrgangi í tilbúið eldsneyti til hugsanlegrar sköpunar mjög markvissra sjúkdóma sem lífvopna, sýna bæði vænleg tækifæri og skelfilega áhættu. Hins vegar krefjast langtímaáhrifa þessarar rannsóknar vandlegrar íhugunar og ábyrgrar stjórnunar stjórnvalda og atvinnugreina.

Gain-of-function samhengi

GOF skoðar stökkbreytingar sem breyta virkni gena eða próteins eða tjáningarmynstri. Skyld nálgun, sem kallast virknitap, felur í sér að bæla geni og fylgjast með því sem gerist fyrir lífverur án þess. Hvaða lífvera sem er getur þróað nýja hæfileika eða eiginleika eða öðlast virkni með náttúruvali eða vísindalegum tilraunum. Hins vegar, þó að þær séu gagnlegar við þróun næstu kynslóðar bóluefna og lyfja, geta vísindatilraunir GOF einnig valdið verulegum öryggis- og öryggisáhyggjum.

Til samhengis breyta vísindamenn lífverum með því að nota nokkrar aðferðir sem byggjast á getu lífverunnar og tilætluðum árangri. Margar þessara aðferða fela í sér að breyta erfðafræðilegum kóða lífveru beint, á meðan aðrar geta falið í sér að lífverur séu settar í aðstæður sem stuðla að virkni sem tengist erfðabreytingum. 

GOF rannsóknir vöktu upphaflega almenna athygli í júní 2012, þegar tveir rannsóknarhópar upplýstu að þeir hefðu breytt fuglaflensuveiru með erfðatækni og leiðbeinandi þróun þannig að hún gæti borist til og á milli fretta. Sumir hlutar almennings voru hræddir um að birting þessara niðurstaðna jafngilti því að leggja fram teikningu til að framleiða skelfilegan heimsfaraldur. Á árunum síðan hafa rannsóknarfjármögnunaraðilar, stjórnmálamenn og vísindamenn deilt um hvort slík vinna þyrfti strangara eftirlit til að koma í veg fyrir að plága sem stofnuð var til rannsóknarstofu sleppti fyrir slysni eða vísvitandi. 

Bandarískar fjármögnunarstofnanir, sem styðja rannsóknir sem gerðar hafa verið í öðrum löndum, settu að lokum stöðvun árið 2014 á GOF rannsóknir þar sem mjög sjúkdómsvaldandi fuglainflúensuveirur (HPAIV) tóku þátt í því að þróa nýjar samskiptareglur til að kanna áhættu og ávinning. Greiðslustöðvun var aflétt í desember 2017. GOF rannsóknir eru aftur komnar í sviðsljósið, vegna SARS-CoV-2 (COVID-19) heimsfaraldursins og umdeilds uppruna hans. Nokkrir vísindamenn og stjórnmálamenn halda því fram að heimsfaraldurinn gæti hafa átt uppruna sinn í rannsóknarstofu, þar sem heimsfaraldurinn vekur upp mikilvæg mál varðandi GOF rannsóknir. 

Truflandi áhrif

Rannsóknin á GOF í smitefnum hefur djúpstæð áhrif á að skilja sjúkdóma og þróa fyrirbyggjandi aðgerðir. Með því að kafa ofan í undirliggjandi eðli samskipta hýsils og sýkla geta vísindamenn komist að því hvernig vírusar þróast og sýkja hýsil. Þessi þekking hjálpar til við að búa til aðferðir til að koma í veg fyrir eða meðhöndla sjúkdóma í mönnum og dýrum. Ennfremur geta GOF rannsóknir metið faraldursmöguleika smitandi lífvera sem eru að koma upp, leiðbeina lýðheilsu og undirbúningsaðgerðum, þar með talið sköpun skilvirkra læknisfræðilegra viðbragða. Hins vegar er mikilvægt að viðurkenna að þessar rannsóknir geta fylgt sértækar líföryggis- og líföryggisáhættur, sem krefjast einstaks áhættumats og mótvægisaðgerða.

Í samhengi við samfélagsheilbrigði þjóna GOF rannsóknir sem mikilvægt tæki til að sjá fyrir breytingar á þekktum vírusum. Með því að varpa ljósi á líklegar stökkbreytingar gerir það kleift að bæta eftirlit, sem gerir samfélögum kleift að viðurkenna og bregðast við þessum breytingum tafarlaust. Að undirbúa bóluefni fyrir faraldur verður möguleiki, sem gæti bjargað mannslífum og auðlindum. Samt er ekki hægt að hunsa hugsanlega áhættu af GOF rannsóknum. Það getur leitt til sköpunar lífvera sem eru smitandi eða illvígari en móðurlífvera þeirra, eða jafnvel lífvera sem núverandi greiningaraðferðir og meðferðir ráða ekki við.

Ríkisstjórnir gætu þurft að fjárfesta í innviðum og menntun til að tryggja að GOF rannsóknir fari fram á öruggan og siðferðilegan hátt. Fyrirtæki sem taka þátt í heilbrigðisþjónustu og lyfjum geta nýtt sér þessar rannsóknir til að þróa nýjar vörur og þjónustu en gætu þurft að vafra um reglur og siðferðilegt landslag. Einstaklingar, sérstaklega þeir í samfélögum sem verða fyrir áhrifum, munu njóta góðs af bættum forvörnum og meðferð sjúkdóma en verða einnig að vera meðvitaðir um hugsanlega áhættu og samfélagslega umræðu í kringum þessa öflugu vísindalegu nálgun. 

Afleiðingar ávinnings-af-virkni

Víðtækari afleiðingar GOF geta falið í sér:

• Vísindamenn á víðtæku lífvísindasviði geta framkvæmt háþróaðar prófanir fyrir fjölmargar vísindakenningar, sem leiða til dýpri skilnings á lífsferlum og möguleikum á nýjum uppgötvunum í læknisfræði, landbúnaði og öðrum mikilvægum geirum.
• Þróun nýrrar tækni og læknismeðferða fyrir margvíslega heilsugæslunotkun, sem leiðir til bættrar afkomu sjúklinga, persónulegri umönnunar og hugsanlegrar kostnaðarsparnaðar í heilbrigðiskerfum.
• Erfðabreyta lífverur í þágu umhverfisins, eins og að breyta E. coli til að breyta plastúrgangi í tilbúið eldsneyti eða aðra hrávöru, sem leiðir til nýrra aðferða við úrgangsstjórnun og hugsanlegra orkulausna.
• Fantur stjórnir og stofnanir sem fjármagna þróun á mjög markvissum og lyfjaónæmum sjúkdómum til notkunar sem lífvopn, sem leiðir til aukinnar alþjóðlegrar öryggisáhættu og þörf á alþjóðlegu samstarfi um líföryggi.
• Aukin getu til að breyta erfðaefni, sem leiðir til siðferðilegrar umræðu og hugsanlegrar löggjafar um erfðatækni manna, hönnuðabörn og möguleika á óviljandi vistfræðilegum afleiðingum.
• Vöxtur sérsniðinna lyfja með erfðagreiningu og sérsniðnum meðferðum, sem leiðir til árangursríkari meðferðar en vekur einnig áhyggjur af friðhelgi einkalífs, mismunun og aðgengi fyrir alla félagshagfræðilega hópa.
• Möguleikar lífvísinda til að stuðla að sjálfbærum landbúnaði með þróun þurrkaþolinna ræktunar og umhverfisvænna varnarefna, sem leiðir til aukins fæðuöryggis og minni umhverfisáhrifa.
• Hættan á ójöfnum aðgangi að háþróaðri lífvísindatækni og meðferðum á mismunandi svæðum og félagshagfræðilegum hópum, sem leiðir til vaxandi heilsufars og hugsanlegrar félagslegrar ólgu.
• Samþætting lífvísinda við upplýsingatækni, sem leiðir til sköpunar nýrra atvinnugreina og atvinnutækifæra en krefst einnig umtalsverðrar endurmenntunar og aðlögunar að nýjum kröfum vinnumarkaðarins.

Spurningar sem þarf að íhuga

• Telur þú að áhættan af GOF rannsóknum sé meiri en ávinningurinn?
• Telur þú að einkafyrirtæki eigi að halda getu sinni til að stunda GOF rannsóknir, eða ætti að takmarka GOF rannsóknir við innlendar rannsóknarstofur, eða vera algjörlega bönnuð?