بیماری های ژنتیکیعفونت باکتریاییعفونت ویروسیکریسپرمتابولیسم

معضلات کارایی دوگانه بیوتکنولوژی

تحقیقات مرتبط با کارایی دوگانه تکنولوژی، به طور فزاینده‌ای در عصر اینترنت در دسترس عموم مردم و دانشمندان قرار دارد و موجب افزایش سطح آگاهی آن‌ها می‌شود. در یک مقاله مروری که در سال 2018 منتشر گردیده است، گروهی از دانشمندان کانادایی نقاط قوت سیاست کاربردهای دوگانه و هم‌چنین به طور هم‌زمان کارایی دوگانه بیوتکنولوژی را نیز بررسی نموده‌اند.


پیشرفت‌ تحقیقات اغلب فراتر از سیاست‌های کنترلی می‌باشد. سیاست‌ها معمولاً می‌توانند استفاده از امکانات را محدود یا توزیع آن را کنترل کنند. به طور معمول مشکلات حادی برای تحقیقات و موضوعاتی با استفاده دوگانه (dual-use) ایجاد می‌شود. این نوع دانش تحقیقاتی ممکن است در هر دو زمینه خوب و بد استفاده شود و می‌تواند موجب منفعت و راحتی یا دشواری‌ و مشکلات حاد در زندگی انسان شود. در ادامه سیاست‌های ملی و بین‌المللی در این زمینه و هم‌چنین کشف سه نمونه از تحقیقات دوگانه در بیوتکنولوژی شامل ویرایش ژن، زیست‌شناسی مصنوعی و روش تناوب‌های کوتاه پالیندرومی فاصله‌دار منظم خوشه‌ای (CRISPR) -یک سیستم ویرایش ژن خاص باکتریایی است که اجازه می‌دهد تا تجزیه دقیق DNA انجام شود- مورد بررسی قرار می‌گیرد.

سیاست کاربرد دوگانه

اصطلاح “کاربرد دوگانه (dual-use)” به طور معمول برای تحقیقاتی به کار می‌رود که می‌توانند برای اهداف غیر نظامی و نظامی استفاده شوند. برای مثال تحقیقات در مورد شکافتن و تقسیم هسته اتم‌ها است که می‌تواند برای تولید انرژی یا سلاح‌های هسته‌ای استفاده شود. برای تحقیقات بیولوژیکی نیز این اصطلاح گسترش یافته است تا شامل تحقیقات و فناوری‌هایی باشد که ممکن است به هرکدام از اهداف خوب و بد منجر شود.

برای سال‌های زیادی تحقیقات بیولوژیکی، شیمیایی و فیزیکی به عنوان یک کسب و کار بالقوه خطرناک شناسایی شده است و جلسات متعددی برگزار شده و توافق‌نامه‌هایی در خصوص خطرات آن‌ها تهیه شده است. برای مثال، لیست عوامل و توکسین‌ها که ابتدا در سال 2002 و به صورت دوسالانه به‌روز شده، لیستی از مواد و موجودات زنده بیولوژیکی بالقوه خطرناک را نشان می‌دهد. با این حال، اخیراً فهم خاصی در مورد تحقیقات بیولوژیکی که ممکن است به صورت دوگانه استفاده شوند، حاصل شده است. برای مثال گزارشی تحت عنوان “تحقیقات بیوتکنولوژی در عصر تروریسم” که به طور محرمانه به عنوان گزارش جاسوسی (Fink Report) اشاره دارد، در سال 2004 منتشر شده است. این سند برجسته در کاربردهای دوگانه بیوتکنولوژی، اصطلاح “نگرانی‌های تحقیقات با کاربرد دوگانه (DURC)” را تعریف نموده و متعاقباً بر روی کاربردهای دوجانبه بیولوژیکی در امریکای شمالی تمرکز کرده است. گزارش Fink بر روی چگونگی فعال کردن تنظیم‌کننده‌ها برای شناسایی و دسته بندی DURC زیست‌پزشکی متمرکز شده است، به طوری که سخت‌ترین مقررات در مورد تحقیقات با بیشترین خطرات استفاده می‌شود. پس از انتشار گزارش در سال 2004، انجمن ملی مشاوره علمی در زمینه ایمنی بیولوژیک (NSABB) در امریکا تأسیس شد. انجمن NSABB هم‌چنان به تعریف نگرانی‌های تحقیقات دوگانه ادامه می‌دهد و اخیراً همایش بین‌المللی در مورد ویرایش ژنوم انسان (در سال 2015) برای بحث در مورد ویرایش ژن انسان و مسائل مربوط به DURC ناشی از این تکنولوژی تشکیل شده است.

سیاست کاربرد دوگانه

تکنولوژی ژن درایو (Gene-Drive Technology)

درایوهای ژنی گسترش یک خصوصیت در جمعیت را توسط قوانین non-Mendelian گسترش می‌دهند. طرفداران درایوهای ژنی از پتانسیل این تکنولوژی را برای جلوگیری از گسترش مالاریا و مقابله با گونه‌های تهاجمی بیولوژیکی حمایت می‌کنند. با استفاده از ویرایش ژن CRISPR / Cas9، بیوتکنولوژی می‌تواند الگوی ارثی را با راندمان بالا افزایش دهد.

مالاریا که عمدتاً توسط پلاسمودیوم فالسیپاروم (Plasmodium falciparum) ایجاد می‌شود، نوعی بیماری است که از عفونت انگلی و تخریب سلول‌های قرمز خون انسان حاصل می‌شود. در نهایت، باعث ایجاد هیپوکسی و مرگ و میر تعداد زیادی می‌شود. علی‌رغم تلاش‌های گسترده برای جلوگیری از عفونت‌های تولید شده توسط پشه، مالاریا هم‌چنان مشکلی در کشورهای در حال توسعه محسوب می‌شود. نابودی یا تغییر جمعیت پشه‌ها از طریق درایوهای ژنی می‌تواند در کنترل و کاهش بیماری مالاریا کمک کند.

با این حال، پشه‌ها می‌توانند با استفاده از ویرایش ژن به گونه‌ای تغییر کنند که باعث ایجاد نگرانی‌های جدی شوند. به عنوان مثال، امکان تغییر پشه‌ها برای تولید و ارائه باکتری‌های سمی و مرگبار وجود دارد. علاوه بر این، آن‌ها را می‌توان به گونه‌ای اصلاح نمود که در محیط‌های مختلف زنده بمانند و هم‌چنین به طور مؤثرتری پلاسمودیوم یا دیگر عوامل عفونی در آن‌ها به وجود بیایند. این مثال می‌تواند منجر به گسترش پشه در بخش‌هایی از جهان شود که در حال حاضر مالاریا یافت نمی‌شود. استفاده از ژن درایوها به عنوان راهی برای انجام این کار، تضمین می‌کند که بیشترین پشه‌ها در یک جمعیت تغییر می‌کنند و باعث ایجاد یک مشکل جهانی می‌شوند.

ویروس شناسی مصنوعی

 در طول قرن گذشته، پیشرفت‌های ذاتی در درک ما از ویروس‌ها با بررسی ویروس‌های وحشی در آزمایشگاه و مطالعه و دست‌کاری آن‌ها حاصل شده است. این اعمال بر روی ویروس‌ها موجب توسعه یک مجموعه قابل توجه واکسن‌های ویروسی شد. فراتر از واکسن‌ها، مطالعه ویروس‌ها در آزمایشگاه، برخی از دستاوردهای اساسی در زیست‌شناسی مولکولی را به وجود آورد. توانایی ساخت ویروس‌ها در آزمایشگاه (ویروس‌شناسی مصنوعی) با استفاده از DNA تولید شده به صورت سنتزی، هم‌چنین منجر به توسعه واکسن‌ها برای جلوگیری از عفونت می‌شود. در واقع به کمک مهندسی، ویروس‌‎های جدید را می‌توان برای مجموعه‌ای گسترده از اهداف از جمله جایگزینی ژن‌های معیوب در بیماران مبتلا به بیماری‌های ژنتیکی و غیره استفاده نمود.

با این حال، ویروس‌ها نیز می‌توانند با هدف تولید ویروس‌های بیشتری مهندسی شوند. بنابراین تحقیقاتی که ابزار مولکولی برای مهندسی ویروس را فراهم می‌کند، به وسیله بازیگران مخرب موجب توسعه پاتوژن‌های جدید انسان می‌شود. اولاً، برخی از تحقیقات ویروسی شامل عوامل موجود در لیست عوامل سمی هستند (به عنوان مثال ویروس Variola) که به نظارت و بررسی‌های دقیق نیاز دارند. علاوه بر این، ویروس‌شناسی مصنوعی به محققان اجازه می‌دهد تا ویروس‌های منقرض شده از جمله مواردی که احتمالاً بسیار بیماری‌زا هستند را احیا کنند. به عنوان مثال، ژنوم ویروس آنفولانزای اسپانیایی اخیراً از قربانیان یخ‌زده در قطب جدا شده و از آن زمان در آزمایشگاه بازسازی شده است. ویروس آبله اسبی که یک ویروس مضر مرگبار است نیز اخیراً برای استفاده تحقیقاتی سنتز شده است. علی‌رغم اطلاعات مهمی که از سنتز این ویروس (استراتژی واکسن آبله) یا احیای ویروس آنفولانزای اسپانیایی (مطالعات تکامل ویروسی) حاصل شده است، سوء استفاده از این تحقیقات هم‌چنان یک نگرانی جدی برای سلامتی عمومی است.

ویرایش ژن انسان

پیشرفت‌های اخیر در تکنولوژی CRISPR، به محققان اجازه می‌دهد تا ژنوم موجودات مختلف را تغییر دهند. به عنوان مثال، تجربیات اخیر در چین، سگ‌های عضلانی و قوی هیکل را از طریق مهندسی ژنتیک CRISPR به وجود آورده است. هم‌چنین آزمایش‌های انسانی برای برخی از فناوری‌های CRISPR در دست بررسی می‌باشد و شرکت‌های امریکا نیز در حال درخواست برای شروع آزمایش‌های انسانی هستند. علاوه بر این، با ظهور جنبش biohacking، افرادی که درک اولیه و دسترسی به تکنولوژی CRISPR دارند، می‌توانند به طور واضح ژنوم خود را ویرایش کنند. با ساده‌تر شدن تکنولوژی و روش‌های آن می‌توان انتظار افزایش این نوع آزمایش‌ها را داشت.

ویرایش ژن CRISPR موجب افزایش مسائل DURC می‌شود، به ویژه هنگامی که موارد ناخواسته و یا عوارض جانبی این تکنولوژی پدیدار می‌شود. اگر این تکنولوژی توسط یک بیمار استفاده شود، می‌تواند به طور خاص گروهی از افرادی با تغییرات ژن را هدف قرار دهد و باعث افزایش حساسیت به بیماری‌های خاص می‌شود. بنابراین یافته‌های اخیر در مورد اثرات و جهش‌های ناخواسته که گاهی اوقات با ویرایش ژن CRISPR مرتبط است، می‌تواند مکانیزمی برای آسیب رساندن به استفاده از تکنولوژی موجود را فراهم کند.

اهمیت مشارکت، آموزش و نظارت عمومی

یک رویکرد چند جانبه شامل تعامل و مشارکت عمومی، مقررات دولتی و آموزش ذی‌نفعان، برای محدود کردن استفاده‌‎های مخرب از DURC و اثرات نامطلوب احتمالی چنین فناوری‌هایی ضروری است. همانطور که Kevin Esvelt  به عنوان پژوهشگر در زمینه ژن می‌گوید، اطمینان پیدا کردن از مشارکت و حمایت عمومی برای استفاده از ابزارهای درایو ژنی، حائز اهمیت است.

درایوهای ژنی و دیگر کاربردهای دو سویه در این زمینه، باعث ایجاد هزینه‌های سنگین عمومی می‌شود که خطرات قابل توجهی برای جوامع خواهد داشت. بنابراین، به نظر می‌رسد که لازم است این پروژه‌ها از همان مراحل ابتدایی با مشارکت عمومی  همراه شوند. علاوه بر این، آموزش در محدوده اخلاقی DURC-همانطور که یک توصیه کلیدی از گزارش Fink بود؛ تضمین کننده این است که تمام ذی‌نفعان نگرانی‌ها را درک می‌کنند و فعالیت‌های خود را با دانش کافی انجام می‌دهند. این آموزش‌ها در مسابقات بین‌المللی ماشین مهندسی‌شده ژنتیکی (iGEM) به کار گرفته می‌شود که کارآموزان و شرکت‌کنندگان باید در تمرینات انسانی خود، ملاحظات اخلاقی هر پروژه پیشنهادی را توصیف کنند. هم‌چنینMiller معتقد است که آموزش و اطلاع‌رسانی برای امنیت زیستی نیز ضروری است. با این حال، روشن است که مقررات فردی برای در امان ماندن از آسیب عوامل DURC کافی نیست. در نتیجه، مقررات یا نظارت بین‌المللی و محلی و در برخی موارد همراه با سایر اقداماتی که توسط Miller ذکر شده است لازم می‌باشد.

بنابراین پیشنهاد می‌شود که آموزش اخلاق و خطرات بیوتکنولوژی در برنامه‌های درسی و آموزشی برای همه دانشجویان برنامه‌های علمی، فناوری، مهندسی و ریاضی (STEM) به صورت یکپارچه اجرا شود. و مهم‌تر از همه، دسترسی به آموزش‌هایی است که بر ملاحظات اخلاقی DURC تأکید دارد که برای اطمینان از استفاده و انتشار دانش DURC به نسل بعدی بیوتکنولوژیست‌ها بسیار حیاتی است.

این مطلب در ماه دسامبر 2018 در مجله Trends In Biotechnology منتشر شده است.
☑ نویسنده: Landon J.Getz

منبع

برچسب‌ها
نمایش بیشتر

نوشته‌های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

دکمه بازگشت به بالا
EnglishIran
بستن
بستن