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Warum Gain-of-Function-Forschung wichtig ist
Warum Gain-of-Function-Forschung wichtig ist
Anonim

Aufgrund unbeantworteter Fragen zu den Ursprüngen der Coronavirus-Pandemie haben sowohl die US-Regierung als auch Wissenschaftler eine eingehendere Prüfung der Gültigkeit der Behauptungen gefordert, dass ein Virus aus einem Labor in Wuhan, China, entkommen sein könnte.

Ein Großteil der Diskussion dreht sich um die „Gain-of-Function“-Forschung. Deshalb bat The Conversation David Gillum und Rebecca Moritz, die tagtäglich eng mit Virologen zusammenarbeiten, um die Sicherheit der Forschung zu gewährleisten, sowie Sam Weiss Evans und Megan Palmer, die Experten für Wissenschafts- und Technologiepolitik sind, zu erklären, was dieser Begriff bedeutet und warum diese Art der Forschung wichtig ist.

Was bedeutet Funktionsgewinn?

Jeder Organismus kann eine neue Fähigkeit oder Eigenschaft erwerben oder eine „Funktion“„erlangen“. Dies kann durch natürliche Selektion oder die Experimente eines Forschers geschehen. In der Forschung generieren viele verschiedene Arten von Experimenten Funktionen, und einige werfen bestimmte Sicherheitsbedenken auf.

Wissenschaftler verwenden eine Vielzahl von Techniken, um Organismen abhängig von den Eigenschaften des Organismus selbst und dem Endziel zu modifizieren. Einige dieser Methoden beinhalten direkte Änderungen auf der Ebene des genetischen Codes. Andere können die Platzierung von Organismen in Umgebungen beinhalten, die nach Funktionen selektieren, die mit genetischen Veränderungen verbunden sind.

Ein Funktionsgewinn kann in einem Organismus sowohl in der Natur als auch im Labor auftreten. Einige Laborbeispiele umfassen die Schaffung von salz- und dürreresistenteren Pflanzen oder die Modifikation von Krankheitsüberträgern, um Moskitos zu produzieren, die resistent gegen das Übertragen des Dengue-Fiebers sind. Ein Funktionsgewinn kann auch aus Umweltgründen sinnvoll sein, etwa um E. coli so zu modifizieren, dass sie Plastikmüll in ein wertvolles Gut umwandeln können.

In der aktuellen Debatte um SARS-CoV-2, das Virus, das COVID-19 verursacht, hat der Funktionsgewinn eine viel engere Bedeutung im Zusammenhang damit, dass ein Virus leichter zwischen Menschen übertragen werden kann oder beim Menschen tödlicher wird. Es ist jedoch wichtig, sich daran zu erinnern, dass der Begriff „Funktionsgewinn“allein viel mehr umfasst als diese Art von Forschung.

Warum sollten Forscher Gain-of-Function-Arbeiten an potenziell gefährlichen Krankheitserregern durchführen?

Gain-of-Function-Experimente können Forschern helfen, wissenschaftliche Theorien zu testen, neue Technologien zu entwickeln und Behandlungen für Infektionskrankheiten zu finden. Im Jahr 2003, als der ursprüngliche Ausbruch von SARS-CoV auftrat, entwickelten Forscher beispielsweise eine Methode, um das Virus im Labor zu untersuchen. Eines der Experimente bestand darin, das Virus in Mäusen zu züchten, damit sie es untersuchen konnten. Diese Arbeit führte zu einem Modell zur Erforschung des Virus und zum Testen potenzieller Impfstoffe und Behandlungen.

Die Gain-of-Function-Forschung, die sich auf potenzielle pandemische Krankheitserreger konzentriert, wurde unter der Prämisse unterstützt, dass sie den Forschern helfen wird, die sich entwickelnde Krankheitslandschaft besser zu verstehen, besser auf eine Pandemiereaktion vorbereitet zu sein und Behandlungen und Gegenmaßnahmen zu entwickeln.

Kritiker argumentieren jedoch, dass diese Forschung zur Antizipation potenzieller Pandemie-Erreger keinen wesentlichen Nutzen bringt und die potenziellen Risiken nicht wert ist. Und sie sagen, dass man solchen Bedrohungen mit anderen Mitteln zuvorkommen kann – durch biologische Forschung und auf andere Weise. Beispielsweise hat die aktuelle Pandemie zahlreiche Lehren zur sozialen und Verhaltensdynamik von Maßnahmen zur Krankheitsprävention geliefert, die zu robusten neuen Forschungsprogrammen zu den kulturellen Aspekten der Pandemievorsorge führen könnten. Daher wird weiterhin diskutiert, wann die Risiken der Gain-of-Function-Forschung den potenziellen Nutzen und die Alternativen überwiegen.

Welche Beispiele gibt es für Gain-of-Function-Forschung und wie riskant ist sie?

Einige potenzielle Ergebnisse der Gain-of-Function-Forschung können die Schaffung von Organismen umfassen, die übertragbarer oder virulenter sind als der ursprüngliche Organismus oder die sich den aktuellen Nachweismethoden und verfügbaren Behandlungen entziehen. Andere Beispiele umfassen manipulative Organismen, die sich aktuellen Nachweismethoden und verfügbaren Behandlungen entziehen oder in einem anderen Teil eines Organismus wachsen können, wie beispielsweise die Fähigkeit, die Blut-Hirn-Schranke zu überwinden.

Es gibt kein Nullrisiko bei der Durchführung von Experimenten. Die Frage ist also, ob bestimmte Gain-of-Function-Forschung mit risikomindernden Maßnahmen auf einem akzeptablen Sicherheitsniveau durchgeführt werden kann. Zu diesen Strategien zur Risikoreduzierung gehören der Einsatz von Biocontainment-Einrichtungen, Expositionskontrollpläne, strenge Betriebsverfahren und Schulungen, Planung der Reaktion auf Vorfälle und vieles mehr. Diese Bemühungen beinhalten Hingabe und akribische Liebe zum Detail auf mehreren Ebenen einer Institution.

Laborvorfälle werden weiterhin auftreten. Ein robustes Biosicherheits- und Biosicherheitssystem sowie eine angemessene institutionelle Reaktion tragen dazu bei, dass diese Vorfälle keine Konsequenzen haben. Die Herausforderung besteht darin, sicherzustellen, dass jede durchgeführte Forschung – ob Funktionsgewinn oder anderweitig – keine unangemessenen Risiken für Forscher, die Öffentlichkeit und die Umwelt darstellt.

Die Frage, ob spezifische Experimente mit potentiellen Erregern durchgeführt werden sollten, bleibt ein schwieriges und umstrittenes Thema.

Wie ermitteln Experten, welche Gain-of-Function-Forschung zu riskant ist?

Es gibt mehrere Möglichkeiten, diese Frage zu beantworten. Die erste ist, wenn die Forschung darauf abzielt, eine biologische Waffe zu entwickeln. Das 1975 in Kraft getretene Übereinkommen der Vereinten Nationen über biologische Waffen verbietet den Vertragsstaaten, biologische Arbeitsstoffe, Toxine und Ausrüstung zu entwickeln, herzustellen, zu lagern oder anderweitig zu erwerben oder zu teilen, die für friedliche oder defensive Zwecke nicht gerechtfertigt sind. Es sollte also keine Forschung geben, die darauf abzielt, eine biologische Waffe gezielt zu entwickeln.

Eine andere Möglichkeit, die Frage zu beantworten, besteht darin, sich auf den Inhalt der Forschung und nicht auf ihre Absicht zu konzentrieren. Aufgrund ihrer Erfahrung haben Forscher und Regierungen Listen von Experimenten und Organismen erstellt, die aufgrund ihrer potenziellen Sicherheitsrisiken zusätzliche Aufsicht benötigen. Ein Beispiel dafür war, als Grippeforscher 2012 die Gain-of-Function-Forschung zur Übertragbarkeit hochpathogener aviärer H5N1-Viren selbst auferlegten. Die US-Regierung verhängte daraufhin 2014 ein Moratorium für die Arbeiten nach einer langen Debatte und Untersuchung der Risiken und der Entwicklung zusätzlicher Aufsichts- und Berichtspflichten bis Ende 2017 aufgehoben.

In den letzten zehn Jahren haben die Vereinigten Staaten eine Aufsicht über Forschung entwickelt, die direkt für schändliche Zwecke missbraucht werden könnte. Dazu gehören Richtlinien zur „Dual-Use-Forschung von Besorgnis“(DURC) und Richtlinien zu „Erregern mit pandemischem Potenzial“, die verbessert werden, um Übertragbarkeit oder Virulenz zu erlangen.

Der Hauptpunkt ist, dass sich unser Verständnis ständig weiterentwickelt. Kurz vor Ausbruch der COVID-19-Pandemie hatte die US-Regierung damit begonnen, ihre Richtlinien zu überprüfen und zu aktualisieren. Es ist eine offene Frage, welche Lehren aus dieser Pandemie gezogen werden und wie dies unser Verständnis vom Wert der Gain-of-Function-Forschung verändern wird. Es ist jedoch wahrscheinlich, dass wir unsere Annahmen über die Beziehungen zwischen biologischer Forschung, Sicherheit und Gesellschaft überdenken werden. Dies kann eine Gelegenheit sein, Systeme der Biosicherheit und Biosicherheits-Governance zu überprüfen und zu verbessern.

David Gillum, Senior Director of Environmental Health and Safety und Chief Safety Officer, Arizona State University und Rebecca Moritz, Biosafety Director und verantwortliche Beamtin, Colorado State University

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