Indholdsfortegnelse:

Hvorfor Gain-Of-Function Research betyder noget
Hvorfor Gain-Of-Function Research betyder noget
Anonim

På grund af ubesvarede spørgsmål om oprindelsen af ​​coronavirus-pandemien har både den amerikanske regering og videnskabsmænd opfordret til en dybere undersøgelse af gyldigheden af ​​påstande om, at en virus kunne være flygtet fra et laboratorium i Wuhan, Kina.

En stor del af diskussionen omhandler "gain-of-function" forskning. Så The Conversation bad David Gillum og Rebecca Moritz, som arbejder tæt sammen med virologer på daglig basis for at sikre forskningens sikkerhed og sikkerhed, og Sam Weiss Evans og Megan Palmer, som er eksperter i videnskab og teknologipolitik, om at forklare, hvad dette udtryk betyder, og hvorfor denne form for forskning er vigtig.

Hvad betyder gevinst af funktion?

Enhver organisme kan erhverve en ny evne eller egenskab eller "få" en "funktion". Dette kan ske gennem naturlig udvælgelse eller en forskers eksperimenter. I forskning genererer mange forskellige typer eksperimenter funktioner, og nogle udgør visse sikkerheds- og sikkerhedsproblemer.

Forskere bruger en række forskellige teknikker til at modificere organismer afhængigt af organismens egenskaber og slutmålet. Nogle af disse metoder involverer direkte ændringer på niveauet af genetisk kode. Andre kan involvere at placere organismer i miljøer, der udvælger funktioner forbundet med genetiske ændringer.

Funktionsforøgelse kan forekomme i en organisme i enten naturen eller laboratoriet. Nogle laboratorieeksempler inkluderer at skabe mere salt- og tørke-resistente planter eller modificere sygdomsvektorer for at producere myg, der er resistente over for at overføre denguefeber. Forøgelse af funktion kan også være nyttig af miljømæssige årsager, såsom at modificere E. coli, så det kan omdanne plastikaffald til en værdifuld vare.

I den aktuelle debat omkring SARS-CoV-2, virussen, der forårsager COVID-19, har funktionsforøgelse en meget snævrere betydning relateret til, at en virus bliver lettere at flytte mellem mennesker eller bliver mere dødelig hos mennesker. Det er dog vigtigt at huske, at begrebet "gevinst af funktion" i sig selv dækker over meget mere end denne type forskning.

Hvorfor ville forskerne arbejde med gevinst-af-funktion på potentielt farlige patogener?

Gain-of-function eksperimenter kan hjælpe forskere med at teste videnskabelige teorier, udvikle nye teknologier og finde behandlinger for infektionssygdomme. For eksempel, i 2003, da det oprindelige SARS-CoV-udbrud fandt sted, udviklede forskere en metode til at studere virussen i laboratoriet. Et af forsøgene var at dyrke virussen i mus, så de kunne studere den. Dette arbejde førte til en model til at forske i virussen og teste potentielle vacciner og behandlinger.

Gain-of-function forskning, der fokuserer på potentielle pandemiske patogener, er blevet understøttet på den forudsætning, at det vil hjælpe forskere til bedre at forstå det udviklende patogene landskab, være bedre forberedt på en pandemisk reaktion og udvikle behandlinger og modforanstaltninger.

Men kritikere hævder, at denne forskning til at forudse potentielle pandemiske patogener ikke fører til væsentlige fordele og ikke er de potentielle risici værd. Og de siger, at det kan opnås ved at komme ud foran sådanne trusler på andre måder - biologisk forskning og på anden måde. For eksempel har den nuværende pandemi givet adskillige lektioner om den sociale og adfærdsmæssige dynamik af sygdomsforebyggende foranstaltninger, hvilket kan føre til robuste nye forskningsprogrammer om de kulturelle aspekter af pandemisk beredskab. Forståelse af, hvornår risiciene ved forskning i gevinst-af-funktion opvejer de potentielle fordele og alternativer, er derfor fortsat genstand for debat.

Hvad er nogle eksempler på gain-of-function forskning, og hvor risikabelt er det?

Nogle potentielle resultater af gain-of-function forskning kan omfatte skabelsen af ​​organismer, der er mere overførbare eller mere virulente end den oprindelige organisme, eller dem, der unddrager sig nuværende detektionsmetoder og tilgængelige behandlinger. Andre eksempler omfatter ingeniørorganismer, der kan unddrage sig nuværende detektionsmetoder og tilgængelige behandlinger, eller vokse i en anden del af en organisme, såsom evnen til at krydse blod-hjerne-barrieren.

Der er ikke sådan noget som nul risiko ved at udføre eksperimenter. Så spørgsmålet er, om visse gevinst-af-funktion-forskning kan udføres på et acceptabelt niveau af sikkerhed og tryghed ved at bruge risikobegrænsende foranstaltninger. Disse strategier til at reducere risikoen omfatter brugen af ​​bioindeslutningsfaciliteter, eksponeringskontrolplaner, strenge driftsprocedurer og træning, planlægning af hændelser og meget mere. Disse bestræbelser involverer dedikation og omhyggelig opmærksomhed på detaljer på flere niveauer af en institution.

Laboratoriehændelser vil stadig forekomme. Et robust biosikkerheds- og biosikkerhedssystem, sammen med passende institutionel reaktion, hjælper med at sikre, at disse hændelser er uden betydning. Udfordringen er at sikre sig, at enhver forskning, der udføres – til at opnå funktion eller på anden måde – ikke udgør urimelige risici for forskere, offentligheden og miljøet.

At afgøre, om der skal udføres specifikke eksperimenter med potentielle patogener, er fortsat et vanskeligt og omstridt emne.

Hvordan bestemmer eksperter, hvilken gevinst-af-funktion forskning udgør for stor risiko?

Der er flere måder at besvare dette spørgsmål på. Den første er, hvis forskningen har til formål at udvikle et biologisk våben. De Forenede Nationers konvention om biologiske våben, som trådte i kraft i 1975, forbyder statsparter at udvikle, producere, oplagre eller på anden måde erhverve eller dele biologiske agenser, toksiner og udstyr, der ikke har nogen begrundelse for fredelige eller defensive formål. Der bør derfor ikke være nogen forskning, hvad enten det er i gevinst-of-funktion eller på anden måde, som søger at målrettet udvikle et biologisk våben.

En anden måde at besvare spørgsmålet på er ved at fokusere på indholdet af forskningen, snarere end dens hensigt. Gennem erfaring har forskere og regeringer udviklet lister over både eksperimenter og organismer, der har brug for yderligere tilsyn på grund af deres potentielle sikkerheds- og sikkerhedsrisici. Et eksempel på dette opstod, da influenzaforskere i 2012 satte en selvpålagt pause i forskning i gain-of-function, der involverede overførbarheden af ​​højpatogene aviær influenza H5N1-vira. Den amerikanske regering indførte efterfølgende et moratorium for arbejdet i 2014. Begge moratorier var ophævet ved udgangen af ​​2017 efter en længere debat og undersøgelse af risici og udviklingen af ​​yderligere tilsyns- og rapporteringskrav.

I det seneste årti har USA udviklet tilsyn med forskning, der direkte kan blive misbrugt til uhyggelige formål. Dette omfatter politikker om "dual-use research of concern" (DURC) og politikker for "patogener af pandemisk potentiale", der er forbedret for at opnå overførbarhed eller virulens.

Hovedpointen er, at vores forståelse konstant udvikler sig. Lige før COVID-19-pandemien begyndte, var den amerikanske regering begyndt at gennemgå og opdatere sine politikker. Det er et åbent spørgsmål, hvilke erfaringer der vil blive draget af denne pandemi, og hvordan det vil omforme vores forståelse af værdien af ​​gain-of-function forskning. En ting, der dog sandsynligvis vil ske, er, at vi vil genoverveje de antagelser, vi har gjort om forholdet mellem biologisk forskning, sikkerhed og samfund. Dette kan være en mulighed for at gennemgå og forbedre systemer for biosikkerhed og biosikkerhedsstyring.

David Gillum, Senior Director for Environmental Health and Safety og Chief Safety Officer, Arizona State University og Rebecca Moritz, Biosafety Director og ansvarlig embedsmand, Colorado State University

Populær af emne.