Badania nad funkcjami: czy związek między badaniami biologicznymi, bezpieczeństwem i społeczeństwem wymaga ponownego przemyślenia?

• Autor:
• nazwisko autora

  Foresight Quantumrun
• 11 kwietnia 2022 r.

Podsumowanie spostrzeżeń

Badania Gain-of-Function (GOF), fascynująca eksploracja mutacji, które zmieniają funkcję genu, stały się istotnym narzędziem w zrozumieniu chorób i opracowaniu środków zapobiegawczych, ale stwarzają również poważne obawy dotyczące bezpieczeństwa. Szerokie zastosowania GOF, od przekształcania odpadów z tworzyw sztucznych w paliwo syntetyczne po potencjalne tworzenie ściśle ukierunkowanych chorób jako broni biologicznej, ujawniają zarówno obiecujące możliwości, jak i alarmujące zagrożenia. Jednak długoterminowe implikacje tych badań wymagają starannego rozważenia i odpowiedzialnego zarządzania przez rządy i przemysł.

Kontekst wzmocnienia funkcji

GOF bada mutacje, które zmieniają funkcję lub wzór ekspresji genu lub białka. Pokrewne podejście, zwane utratą funkcji, polega na stłumieniu genu i obserwowaniu, co dzieje się z organizmami bez niego. Każdy organizm może rozwinąć nowe zdolności lub właściwości lub zyskać funkcję poprzez dobór naturalny lub eksperymenty naukowe. Jednak eksperymenty naukowe GOF, choć przydatne w opracowywaniu szczepionek i leków nowej generacji, mogą również budzić poważne obawy dotyczące bezpieczeństwa.

Dla kontekstu naukowcy modyfikują organizmy za pomocą kilku technik opartych na zdolnościach organizmu i pożądanych rezultatach. Wiele z tych podejść obejmuje bezpośrednią zmianę kodu genetycznego organizmu, podczas gdy inne mogą obejmować umieszczanie organizmów w warunkach promujących funkcje związane ze zmianami genetycznymi. 

Badania GOF początkowo przyciągnęły powszechną uwagę opinii publicznej w czerwcu 2012 r., kiedy dwie grupy badawcze ujawniły, że zmodyfikowały wirusa ptasiej grypy za pomocą inżynierii genetycznej i sterowanej ewolucji, aby mógł być przenoszony na fretki i między nimi. Niektóre grupy opinii publicznej obawiały się, że opublikowanie wyników byłoby równoznaczne z przedstawieniem planu wywołania katastrofalnej pandemii. Od tego czasu fundatorzy badań, politycy i naukowcy debatowali, czy taka praca wymaga ściślejszego nadzoru, aby zapobiec przypadkowemu lub celowemu uwolnieniu plagi stworzonej w laboratorium. 

Amerykańskie agencje finansujące, które wspierają badania prowadzone w innych krajach, ostatecznie nałożyły w 2014 r. moratorium na badania GOF obejmujące wysoce zjadliwe wirusy ptasiej grypy (HPAIV), jednocześnie opracowując nowe protokoły w celu zbadania ryzyka i korzyści. Moratorium zostało zniesione w grudniu 2017 r. Badania GOF wróciły do ​​centrum uwagi ze względu na pandemię SARS-CoV-2 (COVID-19) i jej sporne pochodzenie. Kilku naukowców i polityków twierdzi, że pandemia mogła pochodzić z laboratorium, a pandemia podniosła ważne kwestie dotyczące badań GOF. 

Zakłócający wpływ

Badanie GOF w czynnikach zakaźnych ma głębokie implikacje dla zrozumienia chorób i opracowania środków zapobiegawczych. Zagłębiając się w podstawową naturę interakcji żywiciel-patogen, naukowcy mogą odkryć, w jaki sposób wirusy ewoluują i infekują żywicieli. Wiedza ta pomaga w tworzeniu strategii zapobiegania lub leczenia chorób u ludzi i zwierząt. Ponadto badania GOF mogą ocenić potencjał pandemiczny pojawiających się organizmów zakaźnych, kierując działaniami w zakresie zdrowia publicznego i przygotowaniami, w tym tworzeniem skutecznych reakcji medycznych. Należy jednak zdać sobie sprawę, że badania te mogą wiązać się z określonymi zagrożeniami dla bezpieczeństwa biologicznego i bezpieczeństwa biologicznego, co wymaga unikalnej oceny ryzyka i strategii ograniczania ryzyka.

W kontekście zdrowia społeczności badania GOF służą jako istotne narzędzie do przewidywania zmian w znanych wirusach. Podkreślając prawdopodobne mutacje, umożliwia lepszy nadzór, umożliwiając społecznościom szybkie rozpoznawanie i reagowanie na te zmiany. Przygotowanie szczepionek przed wybuchem epidemii staje się możliwe, potencjalnie ratując życie i zasoby. Jednak potencjalnego ryzyka związanego z badaniami GOF nie można ignorować. Może to prowadzić do powstania organizmów, które są bardziej zakaźne lub zjadliwe niż ich organizm macierzysty, a nawet organizmów, z którymi nie radzą sobie obecne metody wykrywania i leczenia.

Rządy mogą być zmuszone do inwestowania w infrastrukturę i edukację, aby zapewnić bezpieczne i etyczne prowadzenie badań GOF. Firmy zajmujące się opieką zdrowotną i farmaceutyką mogą wykorzystać te badania do opracowywania nowych produktów i usług, ale być może będą musiały ostrożnie poruszać się po krajobrazie regulacyjnym i etycznym. Jednostki, zwłaszcza te w dotkniętych społecznościach, mogą odnieść korzyści z ulepszonej profilaktyki i leczenia chorób, ale muszą być również świadome potencjalnych zagrożeń i debat społecznych związanych z tym potężnym podejściem naukowym. 

Implikacje wzmocnienia funkcji

Szersze implikacje GOF mogą obejmować:

• Naukowcy zajmujący się szeroką dziedziną biologii są w stanie przeprowadzać zaawansowane testy dla wielu teorii naukowych, co prowadzi do głębszego zrozumienia procesów życiowych i potencjału nowych odkryć w medycynie, rolnictwie i innych ważnych sektorach.
• Rozwój nowych technologii i metod leczenia dla szeregu zastosowań w opiece zdrowotnej, prowadzący do lepszych wyników leczenia pacjentów, bardziej spersonalizowanej opieki i potencjalnych oszczędności w systemach opieki zdrowotnej.
• Genetycznie modyfikowane organizmy z korzyścią dla środowiska, takie jak modyfikowanie E. coli w celu przekształcenia plastikowych odpadów w paliwo syntetyczne lub inny towar, co prowadzi do nowych metod gospodarowania odpadami i potencjalnych rozwiązań energetycznych.
• Zbójeckie reżimy i organizacje finansują rozwój ściśle ukierunkowanych i lekoopornych chorób do wykorzystania jako broń biologiczna, co prowadzi do zwiększonego globalnego zagrożenia dla bezpieczeństwa i potrzeby międzynarodowej współpracy w zakresie bezpieczeństwa biologicznego.
• Zwiększona zdolność do modyfikowania materiału genetycznego, prowadząca do debat etycznych i potencjalnego ustawodawstwa dotyczącego inżynierii genetycznej człowieka, projektowanych dzieci i potencjalnych niezamierzonych konsekwencji ekologicznych.
• Rozwój medycyny spersonalizowanej poprzez analizę genetyczną i dostosowane terapie, prowadzący do skuteczniejszych terapii, ale także budzący obawy dotyczące prywatności, dyskryminacji i dostępności dla wszystkich grup społeczno-ekonomicznych.
• Potencjał nauk biologicznych w zakresie wkładu w zrównoważone rolnictwo poprzez rozwój upraw odpornych na suszę i przyjaznych dla środowiska pestycydów, co prowadzi do zwiększenia bezpieczeństwa żywnościowego i zmniejszenia wpływu na środowisko.
• Ryzyko nierównego dostępu do zaawansowanych technologii biologicznych i metod leczenia w różnych regionach i grupach społeczno-ekonomicznych, prowadzące do pogłębiania się dysproporcji zdrowotnych i potencjalnych niepokojów społecznych.
• Integracja nauk biologicznych z technologią informacyjną, prowadząca do tworzenia nowych gałęzi przemysłu i nowych miejsc pracy, ale także wymagająca znacznego przekwalifikowania siły roboczej i dostosowania się do nowych wymagań rynku pracy.

Pytania do rozważenia

• Czy uważasz, że ryzyko związane z badaniami GOF przewyższa korzyści?
• Czy uważasz, że prywatne firmy powinny zachować zdolność do prowadzenia badań GOF, czy badania GOF powinny być ograniczone do krajowych laboratoriów rządowych lub całkowicie zakazane?