Gain-of-function onderzoek: Moet de relatie tussen biologisch onderzoek, veiligheid en samenleving worden heroverwogen?

• Auteur:
• auteursnaam

  Quantumrun-prognose
• 11 april 2022

Samenvatting inzicht

Gain-of-Function (GOF)-onderzoek, een fascinerende verkenning van de mutaties die de functie van een gen veranderen, is een essentieel hulpmiddel geworden bij het begrijpen van ziekten en het ontwikkelen van preventieve maatregelen, maar brengt ook aanzienlijke veiligheids- en beveiligingsproblemen met zich mee. De brede toepassingen van GOF, van het transformeren van plastic afval in synthetische brandstof tot de potentiële creatie van zeer gerichte ziekten als biowapens, brengen zowel veelbelovende kansen als alarmerende risico’s aan het licht. De langetermijnimplicaties van dit onderzoek vereisen echter een zorgvuldige afweging en een verantwoord beheer door overheden en industrieën.

Gain-of-function-context

GOF onderzoekt mutaties die de functie of het expressiepatroon van een gen of eiwit veranderen. Een verwante aanpak, verlies van functie genoemd, houdt in dat een gen wordt onderdrukt en wordt waargenomen wat er met organismen gebeurt zonder dat gen. Elk organisme kan nieuwe vermogens of eigenschappen ontwikkelen of een functie verwerven door middel van natuurlijke selectie of wetenschappelijke experimenten. Hoewel GOF-wetenschappelijke experimenten weliswaar nuttig zijn bij de ontwikkeling van vaccins en medicijnen van de volgende generatie, kunnen ze ook aanzienlijke veiligheids- en beveiligingsproblemen met zich meebrengen.

Voor de context passen wetenschappers organismen aan met behulp van verschillende technieken op basis van de capaciteiten van het organisme en de gewenste resultaten. Veel van deze benaderingen omvatten het rechtstreeks wijzigen van de genetische code van een organisme, terwijl andere kunnen inhouden dat organismen in omstandigheden worden geplaatst die functies bevorderen die verband houden met genetische veranderingen. 

GOF-onderzoek trok aanvankelijk brede publieke aandacht in juni 2012, toen twee onderzoeksgroepen onthulden dat ze een vogelgriepvirus hadden gemodificeerd met behulp van genetische manipulatie en geleide evolutie, zodat het kon worden overgedragen op en tussen fretten. Sommige delen van het publiek waren bang dat het bekendmaken van de bevindingen gelijk zou staan ​​aan het verstrekken van een blauwdruk voor het veroorzaken van een catastrofale pandemie. In de jaren daarna hebben onderzoeksfinanciers, politici en wetenschappers gedebatteerd over de vraag of dergelijk werk strenger toezicht vereiste om te voorkomen dat een door het laboratorium veroorzaakte plaag per ongeluk of opzettelijk werd vrijgelaten. 

Amerikaanse financieringsinstanties, die onderzoek in andere landen ondersteunen, hebben uiteindelijk in 2014 een moratorium ingesteld op GOF-onderzoek met hoogpathogene vogelgriepvirussen (HPAIV), terwijl ze nieuwe protocollen ontwikkelden om de risico's en voordelen te onderzoeken. Het moratorium werd in december 2017 opgeheven. GOF-onderzoek is weer in de schijnwerpers komen te staan, als gevolg van de SARS-CoV-2 (COVID-19) pandemie en de omstreden oorsprong ervan. Verschillende wetenschappers en politici beweren dat de pandemie mogelijk afkomstig is uit een laboratorium, waarbij de pandemie belangrijke vragen opwerpt met betrekking tot GOF-onderzoek. 

Disruptieve impact

De studie van GOF bij infectieuze agentia heeft diepgaande implicaties voor het begrijpen van ziekten en het ontwikkelen van preventieve maatregelen. Door zich te verdiepen in de onderliggende aard van gastheer-pathogeen-interacties kunnen wetenschappers ontdekken hoe virussen evolueren en gastheren infecteren. Deze kennis helpt bij het creëren van strategieën om ziekten bij mens en dier te voorkomen of te behandelen. Bovendien kan GOF-onderzoek het pandemische potentieel van opkomende infectieuze organismen evalueren, waardoor de inspanningen op het gebied van de volksgezondheid en de voorbereiding kunnen worden begeleid, inclusief het creëren van effectieve medische reacties. Het is echter essentieel om te erkennen dat dit onderzoek specifieke bioveiligheids- en bioveiligheidsrisico's met zich mee kan brengen, waarvoor unieke risicobeoordelings- en mitigatiestrategieën nodig zijn.

In de context van de volksgezondheid dient GOF-onderzoek als een essentieel instrument voor het anticiperen op veranderingen in bekende virussen. Door waarschijnlijke mutaties onder de aandacht te brengen, wordt verbeterde surveillance mogelijk, waardoor gemeenschappen deze veranderingen snel kunnen herkennen en erop kunnen reageren. Het voorbereiden van vaccins vóór een uitbraak wordt een mogelijkheid, waarmee levens en hulpbronnen kunnen worden gered. Toch kunnen de potentiële risico's van GOF-onderzoek niet worden genegeerd. Het kan leiden tot het ontstaan ​​van organismen die besmettelijker of virulenter zijn dan hun ouderorganisme, of zelfs organismen die met de huidige detectiemethoden en behandelingen niet aankunnen.

Overheden moeten mogelijk investeren in infrastructuur en onderwijs om ervoor te zorgen dat GOF-onderzoek veilig en ethisch wordt uitgevoerd. Bedrijven die betrokken zijn bij de gezondheidszorg en de farmaceutische sector kunnen dit onderzoek gebruiken om nieuwe producten en diensten te ontwikkelen, maar moeten wellicht zorgvuldig door het regelgevings- en ethische landschap navigeren. Individuen, vooral degenen in getroffen gemeenschappen, hebben baat bij verbeterde ziektepreventie en -behandeling, maar moeten zich ook bewust zijn van de potentiële risico's en maatschappelijke debatten rond deze krachtige wetenschappelijke benadering. 

Implicaties van functiewinst

Bredere implicaties van GOF kunnen zijn:

• Wetenschappers op het brede biowetenschappelijke gebied kunnen geavanceerde tests uitvoeren voor tal van wetenschappelijke theorieën, wat leidt tot een dieper begrip van levensprocessen en het potentieel voor nieuwe ontdekkingen in de geneeskunde, de landbouw en andere vitale sectoren.
• De ontwikkeling van nieuwe technologieën en medische behandelingen voor een reeks gezondheidszorgtoepassingen, wat leidt tot betere patiëntresultaten, meer gepersonaliseerde zorg en potentiële kostenbesparingen in gezondheidszorgsystemen.
• Genetische manipulatie van organismen ten behoeve van het milieu, zoals het modificeren van E. coli om plastic afval om te zetten in een synthetische brandstof of een ander product, wat leidt tot nieuwe methoden voor afvalbeheer en potentiële energieoplossingen.
• Schurkenregimes en organisaties financieren de ontwikkeling van zeer gerichte en medicijnresistente ziekten voor gebruik als biowapens, wat leidt tot grotere mondiale veiligheidsrisico's en de behoefte aan internationale samenwerking op het gebied van bioveiligheid.
• Het toegenomen vermogen om genetisch materiaal te wijzigen, wat leidt tot ethische debatten en potentiële wetgeving rond menselijke genetische manipulatie, designerbaby's en de mogelijkheid van onbedoelde ecologische gevolgen.
• De groei van gepersonaliseerde geneeskunde door middel van genetische analyse en behandelingen op maat, wat leidt tot effectievere therapieën, maar ook zorgen baart over privacy, discriminatie en toegankelijkheid voor alle sociaal-economische groepen.
• Het potentieel van de biowetenschappen om bij te dragen aan duurzame landbouw door de ontwikkeling van droogteresistente gewassen en milieuvriendelijke pesticiden, wat leidt tot een grotere voedselzekerheid en een verminderde impact op het milieu.
• Het risico van ongelijke toegang tot geavanceerde biowetenschappelijke technologieën en behandelingen in verschillende regio's en sociaal-economische groepen, wat leidt tot grotere verschillen op gezondheidsgebied en potentiële sociale onrust.
• De integratie van biowetenschappen met informatietechnologie, die leidt tot het ontstaan ​​van nieuwe industrieën en werkgelegenheid, maar ook een aanzienlijke omscholing van het personeel en aanpassing aan de nieuwe eisen van de arbeidsmarkt vereist.

Vragen om te overwegen

• Denkt u dat de risico's van GOF-onderzoek opwegen tegen de voordelen?
• Vindt u dat particuliere bedrijven het vermogen moeten behouden om GOF-onderzoek uit te voeren, of moet GOF-onderzoek worden beperkt tot laboratoria van de nationale overheid, of moet het volledig worden verboden?