Tom 56 2007
Numer 3 4 (276 277)
Strony 233 236
Janusz KociK
Wojskowy Instytut Higieny i Epidemiologii
im. gen. Karola Kaczkowskiego
Kozielska 4, 01-163 Warszawa
E-mail: [e-mail]
BIOTECHNOLOGIA A BIOTERRORYZM  JAK NIE ZEPSUĆ DOBROCZYNNYCH
OWOCÓW BADAC
NAD ORGANIZMAMI ZMODYFIKOWANYMI
Ostatnie lata przynoszą lawinowy wręcz rowych, pochodziła z genetycznie zmodyfiko-
rozwój badań podstawowych i nowych apli- wanych organizmów.
kacji biotechnologii. Tradycyjne metody pro- To już standard ale rozwój nauk biolo-
dukcji dużych ilości białka dobrej jakości są gicznych dostarcza nam dalszych powodów
czasochłonne i drogie. Biotechnologia zaprzę- do ekscytacji. Jesteśmy świadkami bardzo
ga często zaprzysięgłych wrogów ludzkości  szybkiego postępu w dziedzinie opisywa-
mikroorganizmy wcześniej chorobotwórcze nia funkcji genów (genomika funkcjonalna).
lub potencjalnie szkodliwe  do niewolniczej Techniczną możliwość określenia sekwen-
pracy na korzyść człowieka. Pracowite bakte- cji DNA posiedliśmy wiele lat temu (1977).
rie zmodyfikowane genetycznie dostarczają Dwadzieścia lat póz
niej sekwencjonowali-
szybko i w dużych ilościach nowe szczepion- śmy już całe genomy organizmów żywych.
ki przeciwko chorobom zakaz
nym i prze- Do zsekwencjonowania genomu człowieka
ciwciała używanie w chorobach nowotworo- doszło wcześniej niż podejrzewaliśmy, że
wych. Technologie te ułatwiają szybki postęp będzie to możliwe  w 2001r. Podstawowa
w medycynie. Zmodyfikowane genetycznie zasada genomiki strukturalnej, jeden gen
zwierzęta produkują mleko zawierające prze-  jeden produkt, zdezaktualizowała się. Ko-
ciwciała i inne białka, jak: interferon, osoczo- mórki o tym samym genotypie mogą mieć
wy czynnik krzepnięcia ratujący chorych na różny fenotyp i funkcje. Zapewniana jest co-
hemofilię lub  ludzką insulinę. Nie zawiera- raz większa dostępność danych na temat se-
jąca odmiennych genetycznie aminokwasów, kwencji genomu ludzkiego w bazach Human
jak dawniej stosowane insuliny pozyskiwane Genome Project i Human Genome Diversity
z trzustek wieprzowych lub wołowych, po- Project  publicznie i bezpłatnie (Narodowe
woduje ona przez to mniej dramatycznych Instytucje Zdrowia) lub komercyjnie (firma
odczynów uczuleniowych i innych działań Celera). Na naszych oczach dokonuje się se-
ubocznych, dawniej często obserwowanych kwencjonowanie genomów całych mikroor-
u chorych na cukrzycę insulinozależną. Do ganizmów, m.in. mikroorganizmów uznanych
produkcji  humanizowanych białek używa za broń biologiczną (wąglik, tularemia, dżu-
się również roślin uprawnych. W USA zmo- ma). Prowadzone są badania z zakresu geno-
dyfikowano genetycznie ryż, skłaniając go do miki porównawczej. Prowadzi się różnicowa-
produkcji alfa-antytrypsyny, enzymu zbawien- nie funkcji komórek zakażonych i zdrowych
nego w leczeniu mukowiscydozy. Pod koniec uzyskując dane nt. patogenezy chorób zakaz
-
lat 90. ubiegłego wieku ź produkcji światowej nych. Określa się nowe szlaki metaboliczne
insulin, hormonu wzrostu, szczepionki prze- patogenów. Poprawia to nasze możliwości
ciwko wirusowemu zapaleniu wątroby typu obronne, daje lepsze możliwości detekcji i
B i przeciwciała do terapii przeciwnowotwo- identyfikacji infekcji a w przyszłości może
Janusz KociK
234
natychmiastowe antidotum na coraz bardziej nowirusy. Ich rola jednak zwykle szybko się
 wymyślne sposoby ataku szybko adoptują- kończy. Podane raz czy dwa stymulują reak-
cych się mikroorganizmów. Następuje rozwój cję odpornościową organizmu. Kolejne poda-
epidemiologii molekularnej  powstają bazy nia są często nieskuteczne. Wirus jest szybko
molekularnych  odcisków palców mikroor- eliminowany i spada ekspresja pożądanego
ganizmów, uzyskanych przy użyciu różnych genu. Podobnie jest w przypadku genetycz-
technik. Wiele technik związanych z DNA nie modyfikowanego wirusa krowianki. Cho-
(określanie profilu genetycznego, narzędzia roba wysypkowa przezeń powodowana nie
do porównawczego badania wielkich frag- należy do przyjemnych mimo, że wirus jest
mentów lub całych genomów: zastosowania o niebo łagodniejszy o swego groz
nego kuzy-
nanobiotechnologii, biorobotyki, bioinforma- na  wirusa ospy prawdziwej i był niegdyś
tyka obecnie już dostępne w postaci czipów używany w kampaniach szczepień przeciwo-
mikromacierzy DNA) stanieje a procesy ich spowych. Dokonano także przez wielokrotne
wytwarzania ulegną  tajwanizacji (będą ła- pasaże atenuacji szczepu Ankara wirusa kro-
twe i przez to kontraktowane poza krajami wianki uzyskując wirus zmodyfikowany, tzw.
wysoko rozwiniętymi). Rozszerzy to transfer MVA. Wirus ten jest chętnie wykorzystywany
tych technologii. Ich kontrolowanie będzie w terapiach genowych ze względu na dużą
coraz trudniejsze. Mogą się one znalez
ć w pojemność (są to największe wirusy w przy-
niepowołanych rękach. rodzie). Można weń  upakować wiele inte-
Z drugiej strony, niepohamowany rozwój resujących genów. Jednakże duża powierzch-
nauki powoduje, że w ostatnich latach coraz nia kapsydu wirusa  upstrzona jest wieloma
więcej mówi się o bliskim wprowadzeniu do antygenami   punktami uchwytu dla komó-
rutynowej praktyki klinicznej terapii geno- rek układu odpornościowego. Efekt? Nie da
wych wycelowanych w różne niedoskonało- się podać bezkarnie wirusa aby uzyskać sta-
ści układów enzymatycznych w chorobach bilną ekspresję pożądanych białek. Przeszko-
genetycznie uwarunkowanych lub w odręb- dy te próbuje się ominąć stosując naprze-
ności genetyczne komórek nowotworowych. miennie różne wektory lub wykorzystując w
W pierwszym wypadku celem jest zastąpienie terapii genowej lentiwirusy, których natural-
uszkodzonych genów i przez to produkcja ną umiejętnością jest unikanie odpowiedzi
białek enzymatycznych, które pozwolą na od- odpornościowej organizmu i powodowanie
wrócenie defektu genetycznego. W przypad- przewlekłych infekcji.
ku terapii przeciwnowotworowych chodzi o Wraz z rozwojem możliwości obliczenio-
supresję genów, których produkty przyśpie- wych w biologii (bioinformatyki) i nowych
szają rozwój nowotworu (tzw. onkogenów) narzędzi (np. spektrometrii masowej) wzra-
lub przywrócenie funkcji genów hamujących sta możliwość badania funkcji białek  pro-
nowotworzenie (tzw. genów supresorowych). duktów genów (proteomika). Możemy się
W terapii genowej kluczowym elementem spodziewać pojawienia się możliwości bada-
jest mechanizm wprowadzenia leczniczego nia wszystkich białek komórki (tkanki) w jej
genu do komórki chorej czy nowotworowej. naturalnym stanie jednocześnie  na jednym
I znów przewrotny geniusz ludzkiego umy-  czipie . Spowoduje to niewątpliwie uspraw-
słu próbuje wykorzystać swych wrogów we nienie projektowania leku na poziomie mo-
własnej sprawie. Sekwencje genowe, których lekularnym. Jednakże wiele z tych cząsteczek
ekspresja jest pożądana w tkance chorej lub (neuropeptydy, hormony) może być udosko-
nowotworowej są wprowadzane do genomu nalonymi toksynami, które szaleniec będzie
wirusów, które najczęściej nie są zbyt groz
ne mógł wykorzystać przeciwko ludzkości.
dla człowieka  powodują infekcje o  zno- Coraz bardziej dostępne będą dane o
śnym przebiegu. Wiele z nich jest dodatko- podatności na choroby obecnie jedynie po-
wo osłabianych (atenuowanych) przez wielo- dejrzane o podłoże genetyczne. Da to moż-
krotne hodowle (pasaże) lub celowane  wy- liwość indywidualnego projektowania leków
łamywanie zębów jadowych  modyfikacje (farmakogenetyka). Jednakże, tworzenie per-
genowe nokautujące czynniki zjadliwości. Wi- sonalnych baz danych genetycznych może
rus, zakażając komórkę, zmusza jej aparat ge- spowodować, że dostępność do nich zapew-
netyczny do produkcji własnych białek struk- nią sobie pracodawcy, ubezpieczalnie, co
turalnych ale, niejako przy okazji, do ekspre- może narazić nas próby preselekcji przy do-
sji białka pożądanego przez konstruktora. Tą stępie do świadczeń lub stanowisk.
wielbłądzią rolę transportera (wektora) genu Jest też zapewne marzeniem wielu terro-
do komórki docelowej pełnią najczęściej ade- rystów mieć możliwość precyzyjnego wyse-
Biotechnologia a bioterroryzm
235
lekcjonowania jednorodnej grupy możliwej twierdzenia cokolwiek zarozumiałej teorii, że
do zaatakowania. Często ich pobudki mają człowiek, jeśli się postara, może aspirować
przecież podłoże etniczne lub rasowe. Jed- do roli Stwórcy, ten precedens może mieć
nakże już teraz wiadomo, że różnorodność dobroczynny skutek. Oto możemy odtwo-
genetyczna w obrębie ras jest większa niż rzyć mikroorganizm chorobotwórczy; spraw-
między rasami. Obecnie mało prawdopodob- cę choroby, która jest już praktycznie wy-
ne jest zaprojektowanie broni rasowej. Nie korzeniona w skali globu; wrócić do niego
wiadomo czy w tyglu mieszających ras jakim i opracować nowe szczepionki, jeśli zajdzie
jest dzisiejszy globalizujący się świat kiedykol- taka potrzeba. Czy można w związku z tym
wiek odnajdą się różnice dające możliwość pozbyć się kolekcji szczególnie niebezpiecz-
selektywnego ataku genetycznego, poza być nych patogenów takich jak wirus ospy praw-
może izolującymi się geograficznie popula- dziwej, przechowywany tylko w dwóch labo-
cjami, których członkowie mogą być zbliże- ratoriach na świecie? I czy nie otwiera to dla
ni genetycznie, jak np. Eskimosi lub Indianie terrorysty drogi do utworzenia dowolnego
Amazońscy. Trudno jednak uznać, że będą czynnika chorobotwórczego z elementów
oni celem ataków terrorystycznych. Trudno zakupionych w internetowym  supermar-
jednakże mieć pewność, że niektóre grupy kecie akcesoriów do badań biologicznych,
terrorystyczne, których celem jest zniszcze- którego to czynnika użyje potem w realnym
nie ludzkości, będą się obawiać efektu  bu- supermarkecie spożywczym? Te zagadnie-
merangu broni w stosunku do ich samych nia podgrzały debatę w środowisku etyków
czy ich bliskich. i osób zajmujących się bezpieczeństwem za-
We współczesnym rolnictwie zwierzęta stosowań nauki. Środowiska naukowe dążą
hodowlane i rośliny uprawne stanowią po- do samoregulacji tak, aby opinia publiczna
pulacje wsobne homogenne pod względem nie robiła tego za nie, kierując się niepełną
genetycznym. Konsekwencje użycia broni ge- wiedzą, strachem przed nieznanym i brakiem
netycznej mogą być tu większe niż uderzenie zaufania do swych elit. Jak daleko może po-
na populację ludzką. Widzieliśmy jak kata- sunąć się naukowiec dążąc do wynalezienia
strofalne skutki socjo-ekonomiczne przynio- cudownego panaceum na raka lub tylko za-
sły epidemie naturalnych chorób zakaz
nych spokajając własną ciekawość? Jak chronić ist-
zwierząt (BSE, pryszczyca). Żywe organizmy niejące kolekcje mikroorganizmów chorobo-
modyfikowane genetycznie są używane w twórczych przed dostaniem się w niepowoła-
profilaktyce i zwalczaniu chorób roślinnych, ne ręce? Jak spowodować aby wiedza i two-
chwastów i szkodników zwierzęcych. Jest rzone technologie nie posłużyły do podwyż-
to niewątpliwie efekt dobroczynny dla czło- szenia zjadliwości i innych cech patogenów,
wieka. Z wielką ostrożnością należy jednak czyniących je użytecznymi w walce człowie-
śledzić trudno zauważalne efekty nowych ka przeciw człowiekowi? Jak daleko posuwać
czynników biokontrolnych w ekosystemach, regulacje w dobie terroryzmu? Jak nie wylać
w których są one używane. Przykładem nie- dziecka z kąpielą, blokując swobodną wymia-
przewidzianego efektu nowego czynnika bio- nę międzynarodową myśli, danych, technolo-
kontrolnego była australijska wirusowa szcze- gii w badaniach, których wyniki mogą mieć
pionka antykoncepcyjna przeciw gryzoniom  podwójne zastosowanie  dobroczynne i
oparta na wirusie ospy mysiej, zmodyfiko- zgubne dla ludzkości? Stany Zjednoczone na
wanym przez wprowadzenie genu interleu- bazie USA PATRIOT Act of 2001 i Bioter-
kiny 6. Zamiast prowadzić do bezpłodności, rorism Preparedness and Response Act of
co było celem badaczy, wirus zaczął efek- 2002 wprowadziły ścisłe regulacje w obrocie
tywniej zabijać myszy  nawet te wcześniej wyselekcjonowanymi patogenami, danymi i
uodpornione szczepieniem. Zaiste, radykal- materiałami ich dotyczącymi oraz dodatko-
nie skuteczny środek antykoncepcyjny. Bada- we zabezpieczenia fizyczne kolekcji drob-
nia opublikowano mimo protestów komisji noustrojów. Poprawia to w pewnym stop-
etycznych i dużych rozterek samych badaczy niu bezpieczeństwo, utrudnia niewątpliwie
oraz powtórzono w ośrodku amerykańskim, rozwój nauki. Krytycznym elementem jest
po to tylko, aby sprawdzić czy to możliwe. zawsze człowiek  naukowiec. To co ma w
Ostatnimi czasy doszło też do udanego od- głowie nie podlega kontroli. Ograniczenia
tworzenia wirusa polio z podstawowych nałożone na niego blokują jego kreatywność
elementów. Można powiedzieć: stworzono i inwencję. Czy USA przyjęły najlepszą drogę?
życie, choć tylko jeden z jego najprostszych Obecnie Komisja ds. Standardów Naukowych
przejawów. Oprócz funkcji poznawczej i po- i Praktyk Ograniczających Rozwój Biotechno-
Janusz KociK
236
logii w Kierunku Destrukcyjnym Narodowej takiego zagrożenia. Potrzebne są zapewne
Akademii Nauk USA doradza ograniczenie prawne narzędzia do monitorowania nauki i
restrykcyjności uregulowań. Ponadto, USA wyciąganie w światło reflektorów nie umoty-
to nie jedyne miejsce gdzie rozwija się bio- wowanych prac nad czynnikami biologiczny-
technologia. Dostęp do wiedzy ma, i powi- mi. Być może potrzebny jest zborny system
nien mieć, charakter globalny. Restrykcyjne oceny wniosków o dofinansowanie prac na-
uregulowania w jednym kraju nie podnoszą ukowych składanych do Ministerstwa Nauki
globalnego bezpieczeństwa. Świat nie docze- i Szkolnictwa Wyższego pod kątem czy niosą
kał się dotąd nawet wspólnego  psa stróżu- za sobą groz
bę niewłaściwego wykorzysta-
jącego  międzynarodowej organizacji mo- nia w złych rękach. Istniejące obecnie ciało,
nitorującej rozwój biotechnologii pod kątem Komisja d.s. Organizmów Genetycznie Zmo-
jej zabronionego użycia, jak to ma miejsce dyfikowanych przy Ministrze Środowiska,
w przypadku zapobiegania proliferacji bro- ocenia planowane prace pod kątem ich bez-
ni chemicznej (istnieje Organizacja ds. Zaka- pieczeństwa dla zdrowia personelu dokonu-
zu Broni Chemicznej OPCW w Hadze) lub jącego zamkniętego użycia oraz środowiska
nuklearnej (tę rolę pełni Międzynarodowa przy kontrolowanym uwolnieniu lub epizo-
Agencja Energii Atomowej IAEA w Wiedniu). dach awaryjnego uwolnienia. Zadanie oceny
Wiele krajów, w tym Unia Europejska dba o perspektywicznie groz
nych skutków wrogie-
odpowiednią kodyfikację. Jednakże tworzo- go wykorzystania wyników poszczególnych
ne regulacje narzucają głównie odpowiednie eksperymentów przed ich wykonaniem jest
standardy bezpiecznej pracy z patogenami. dalece trudniejsze. Możliwa jest cenzura wy-
Pośrednio zapewnia to ich bezpieczeństwo ników szczególnie wrażliwych badań przed
przed kradzieżą i niewłaściwym wykorzysta- ich zaprezentowaniem w ogólnie dostępnych
niem przez osoby trzecie. Polska wciąż czeka publikatorach. Taka idea może napotkać za-
na rozwój własnej biotechnologii. Nie znaczy rzut ograniczania inherentnej wolności śro-
to jednak, że środowiska akademickie powin- dowiska naukowego do dzielenia się owoca-
ny pozostać bierne. Od czasu gdy w 2003r. mi swej pracy. Krajowa instytucja doradcza
na genewskim forum monitorującym rozwój w zakresie obrony biologicznej powołana do
zagadnień związanych tematycznie z Kon- tych celów, jeśliby kiedykolwiek powstała,
wencją o Zakazie Broni Biologicznej i Toksy- miałaby trudny orzech do zgryzienia.
nowej rozważano zagadnienia dotyczące ure- Potrzebna jest jednak przede wszystkim
gulowań prawnych stało się jasne, że krajo- duża samoświadomość, ostrożność i wiodąca
we prawodawstwo nie nadąża za wiodącymi rola środowiska naukowego w zapewnieniu
krajami Unii Europejskiej. I nie można tego wspólnego bezpieczeństwa biologicznego.
stanu usprawiedliwiać niechęcią do restryk- Towarzystwa naukowe powinny przyjąć na
cyjnych rozwiązań blokujących rozwój naszej siebie rolę tutorów i wychowawców nauko-
zapóz
nionej nauki i przemysłu. Niewątpli- wej młodzieży opracowując programy edu-
wie potrzebne są uregulowania penalizują- kacyjne, obejmujące dylematy bezpieczeń-
ce w sposób bezpośredni nie tylko użycie stwa współczesnych nauk biologicznych oraz
czynnika biologicznego przeciwko zdrowiu kształtujące postawy odpowiedzialności. Oby
człowieka, zwierząt i roślin ale prace bezpo- zbawienne owoce pracy ich umysłów i rąk
średnio zmierzające w kierunku stworzenia nigdy nie zostały wykorzystane ze złą wolą.
BIOTECHNOLOGY AND BIO-TERRORISM: HOW TO NOT SPOIL BENEFICIAL FRUITS OF
RESEARCH ON GENETICALLY MODIFIED ORGANISMS
S u m m a r y
Recent years have witness massive growth of
benefits of the more precise methods are becoming
basic research and diffusion of modern biotechnol-
clear, but the precautionary approach demands that
ogy, much more efficient that traditional methods,
uncertainties and conjectural risks be addressed by
in production of large quantities of high quality spe-
corresponding research and legislation. The existing
cific proteins. Given examples of new advanced mo-
regulations on biosafety in some European countries
lecular biology and genetical engineering show un-
require strengthening of protocols setting out appro-
precedented opportunities in medicine and human
priate procedures, including in particular informed
health care. At the same time manipulation of patho-
agreement, in the field of safe transfer, handling and
genic microorganisms may bring some potential
use of living modified pathogenic organisms.
risks posed by these living modified organisms. The