Bioengineers boją się otworzyć "puszkę Pandory"

Stoimy na progu niezwykłego przełomu w dziedzinie biologii syntetycznej. CRISPR-Cas9, technologia edycji genomu, otwarta w 2014 roku, znajduje się na czele tego przełomu. Nam obiecują rozwiązać problemy z zasilaniem, choroby, genetyka i — co najciekawsze — zmiany ludzki genom na lepsze. Nas lepszy, szybszy, silniejszy, mądrzejszy: jest szansa przerobić nas szybciej, niż zorientował dobór naturalny i ewolucja.

Oczywiście, wiele eksperci ostrzegają o niebezpieczeństwie tych nowych możliwości. Ogromny strumień pieniędzy wlewa się w firmach biotechnologicznych i wyścig do prymatu może odciąć ostre rogi. W 2017 roku naukowcy zmartwychwstał wymarły szczep śmiertelnego koni wirusa. CRISPR może pomóc w tworzeniu tajnej broni biologicznej, np. ospy wietrznej, lub poprawić już istniejące choroby, takie jak Ebola, zamieniając je w koszmar dla epidemiologów.

Z takimi przełomy, które wydają się fantastyką naukową, zadanie odróżnić furorę od rzeczywistości może wydawać się przytłaczająca. Ale to trzeba robić, zwłaszcza ludzi, z dala od nauki. Jak realnie ocenić potencjalne ryzyko i korzyści? Nowe badanie, przeprowadzone przez naukowców z USA i wielkiej Brytanii, ostatnio publikująca w eLifeSciences, rzuca światło na co najmniej 20 problemów związanych z биоинженерией.

Naukowcy odkryli 20 kierunków rozwoju w różnych horyzontów czasowych: następne pięć lat, następne dziesięć lat i więcej dziesięciu lat. W ciągu najbliższych pięciu lat przewiduje się przełom w sztucznej fotosyntezy. Ponieważ rośliny mogą przetwarzać dwutlenek węgla w paliwo, sztuczna fotosynteza może mieć kluczowe znaczenie dla kryzysu energetycznego i walki ze zmianą klimatu. Mimo, że każdy schemat usuwania dwutlenku węgla w walce klimatu będzie ogromna, ostatnie badania wykazały, że sztuczna fotosynteza może zmniejszyć poziom CO₂ skuteczne roślin i przekształcić go w metanol do paliwa.

U nas kończy się ziemia rolnicza, ponieważ liczba ludności na świecie rośnie; aby wyżywić świat, potrzebna jest nowa "Zielona rewolucja". Odpowiedzią będzie poprawa naturalnego fotosyntezy poprzez genetyczne modyfikacje, jak gen C4 został aktywowany w ryżu. Z jego pomocą zbiorów ryżu wzrosła o 50%, a ponieważ ryż jest to ogromne źródło kalorii, to bardzo potężny przełom.

Naukowcy spodziewają się, że w ciągu najbliższych pięciu lat rozpocznie się kilka poważnych sporów. Pierwszy dotyczy etyki genów manipulacji, które prowadzą do powstania populacji z nowymi cechami. Wśród owady jak komary te geny rozprzestrzeniają się bardzo szybko, a ludzie planują wykorzystać je, aby komary bezowocne. To może spowodować szkody w ekosystemach i spowodować niezamierzone konsekwencje. Czy możemy znaleźć sposób, aby anulować decyzję związaną z edycji genów, podczas gdy ja nie rozprzestrzeni się na całe pokolenia? Sceptycy wątpią.

Jeszcze jeden spór rozwinie się w ciągu najbliższych pięciu lat: jak wygodnie będzie edytować genom człowieka? Naukowcy podkreślają, że nasza zdolność edytować genom człowieka przekroczyła nasze rozumienie funkcji tych genów. Wcześniejsze badania w rzeczywistości studiował statystyczne korelacje między genetycznymi warunkami i dziedziczeniem pewnych genów. Możliwe, ostrożne edycja pozwoli nam na przeprowadzanie eksperymentów, które otworzą nam tajemnice naszego DNA; w końcu nauczyliśmy się pozbawiać myszy z chorobą Huntingtona.

Ale tak się stało, że eksperymenty z ludźmi pociąga za sobą unikalny zestaw zagadnień etycznych i naukowcy podkreślają, że światowe rządy nie bardzo spieszy się z nimi do czynienia — a Chiny i w ogóle zaniedbuje.

W perspektywie średnioterminowej naukowcy są zaniepokojeni pojawieniem się coraz bardziej skomplikowanych metod bioengineering. Możliwe, że za pięć-dziesięć lat będziemy mogli tworzyć całe organy na wymianę, eksperymentując z genami. W ciągu ostatnich kilku lat, inżynieria tkanek już nauczyła się tworzyć i rozwijać moczowych pęcherzyki, biodrowych, pochwy, tchawicy, żyły, tętnice, uszy, skórę, łąkotki kolana i łaty na sercu.

Naprawa złamanego serca może brzmieć jak doskonałe wykorzystanie biotechnologii, a ponieważ badania na zwierzętach nie ustają i pokazują, że utworzone tkaniny można bardzo skutecznie zaszczepić, ta perspektywa bardziej niż prawdziwe. Jednak jest mało prawdopodobne, to będzie tanio. Ponadto, nie pogorszy się, czy to już istniejącą lukę w opiece zdrowotnej, kiedy bogaci ludzie będą mogli przedłużyć sobie życie kosztem wymiany narządów, a reszta nie?

Szczególny wpływ metody te mogą mieć na produkcję leków. Szczepionki — genialny przykład. Obecnie wiele szczepionki są produkowane z wykorzystaniem kurzych jaj, dokładnie tak samo jak 70 lat temu. Zgodnie z oczekiwaniami, u takiego starego metoda ma swoje ograniczenia; najważniejsze szczepy wirusa trzeba znaleźć miesiące przed ich bezpośredniej dystrybucji, bo na produkcję szczepionki również wymaga kilku miesięcy. DARPA finansuje firmę, która stara się produkować dziesiątki milionów porcji szczepionki grypy za miesiąc. Jeśli staramy się wyprzedzić kolejną pandemię — która może zabrać życie milionów — musimy pracować nad technologiami, które pozwolą nam to zrobić.

Ale im więcej jest ludzi, tym więcej pojawia się ryzyka. Z pomocą bioengineering mogą produkować narkotyki. Co gorsza perspektywa pojawienia się биоинженерного супервируса, stworzony umyślnie lub nieumyślnie.Genetyczna informacja może stać się nową walutą; jak łódź dziś może kosztować miliony lub naprawiać chaos, jak i geny jutra będzie musiał chronić ze wszystkich sił. Skutki włamania do komputera mogą być niemili; konsekwencje włamania człowieka może być gorzej.