«Βιολογικοί κίνδυνοι και χρήση ανασυνδιασμένων παθογόνων»

Transcript

1 «Βιολογικοί κίνδυνοι και χρήση ανασυνδιασμένων παθογόνων» Δρ. Αθ. Κακκανάς, Χημικός, Ειδικός Λειτουργικός Επιστήμονας, Εργαστήριο Μοριακής Ιολογίας, Ε.Ι. Παστέρ

2 Τι είναι τα ανασυνδιασμένα παθογόνα; Το ανασυνδυασμένο DNA είναι ένα μόριο DNA, κατασκευασμένο από τον Άνθρωπο, το οποίο περιέχει γονίδια από δύο ή και περισσότερους διαφορετικούς βιολογικούς οργανισμούς. Η μέθοδος του ανασυνδυασμένου DNA αποτελεί τη βάση της γενετικής μηχανικής. Η τελευταία με τη σειρά της είναι κεντρικός πυλώνας της βιοτεχνολογίας. Φυσικός ανασυνδιασμός γονιδιομάτων: Συνήθως αναφερόμαστε σε φυσικώς απαντώμενους ανασυνδιασμούς μεταξύ γονιδιομάτων ιών, σε ένα κύτταρο μολυσμένο από περισσότερα από ένα στέλεχος του ιού. Αυτό συμβαίνει είτε με ομόλογη διασταύρωση πάνω από τις έλικες νουκλεϊνικού οξέος ή με ανακατάταξη γονιδιοματικών τμημάτων. Οι μηχανισμοί του ανασυνδιασμού των γονιδιωμάτων των ιών, έχουν προταθεί ως τρόποι με τους οποίους η γρίπη και άλλοι ιοί εξελίσσονται. Drosophila, Βακτηριοφάγους, πλασμίδια, βακτήρια και ευκαρυωτικά μονοκύτταρα

3 Γιατί χρησιμοποιούμε γενετικά ανασυνδιασμένα παθογόνα; Παραγωγή ανασυνδιασμένων πρωτεϊνών, για την αποκωδικοποίηση και την κατανόηση της λειτουργίας του κυττάρου. Διάγνωση κληρονομικών ασθενειών Θεραπείες ασθενειών Φάρμακα νέας γενιάς Εμβόλια Γονιδιακή θεραπεία που περιλαμβάνει την «αποκατάσταση» των μεταλλαγμένων γονιδίων και την επανεκκίνηση γονιδίων που έχουν «σιγήσει». Ιούς, Βακτηριοφάγους, Λιποσώματα, Βακτήρια και Ευκαρυωτικά μονοκύτταρα, αλλά και γενετικά τροποποιημένες κυτταρικές σειρές που εκφράζουν παροδικά, είτε μόνιμα, τα γονίδια της επιλογής μας.

4 Πλεονεκτήματα της χρήσης των ανασυνδιασμένων παθογόνων Σαν «εργαλεία» τα ανασυνδυασμένα παθογόνα επιδεικνύουν : Λειτουργικότητα Αξιοπιστία Επαναληπτικότητα Μοναδικότητα Αποδοτικότητα Σχετικά εύκολη διαδικασία κατασκευής Εύκολη διαδικασία παραγωγής Εύκολη ρύθμιση Χαμηλό ἢ ελεγχόμενο κόστος Ελάχιστα ἢ και μηδενικά παραπροϊόντα

5 Ιστορική αναδρομή Απομόνωση και καθαρισμός πρωτεϊνών από κύτταρα Σύνθεση πεπτιδίων και πολυπεπτιδίων Έλληνας χημικός Ακαδημαϊκός. Τακτικός Καθηγητής Οργανικής Χημείας και Βιοχημείας στο Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης και έπειτα τακτικός Καθηγητής Οργανικής Χημείας στο ΕΚΠΑ. Πρόεδρος της Ελληνικής Επιτροπής Ατομικής Ενεργείας

6 Η ιδέα του ανασυνδυασμένου DNA προτάθηκε για πρώτη φορά από τον Peter Lobban, μεταπτυχιακός φοιτητής του καθηγητή Dale Kaiser στο Τμήμα Βιοχημείας στο Πανεπιστήμιο του Στάνφορντ. Οι πρώτες δημοσιεύσεις που περιγράφουν την επιτυχή παραγωγή και ενδοκυτταρική αντιγραφή του ανασυνδυασμένου DNA, το 1972 και Αίτηση του Πανεπιστήμιο του Στάνφορντ για δίπλωμα ευρεσιτεχνίας των ΗΠΑ για ανασυνδυασμένου DNA το 1974, τον κατάλογο των εφευρετών ως Stanley N. Cohen και Herbert W. Boyer Δίπλωμα ευρεσιτεχνίας απονεμήθηκε το Η πρώτη άδεια φάρμακο που παράγεται με τη χρήση της τεχνολογίας ανασυνδυασμένου DNA ήταν ανθρώπινη ινσουλίνη, που αναπτύχθηκε από την Genentech και άδεια από την Eli Lilly and Company.

7 Η Διάσκεψη Asilomar Η Διάσκεψη Asilomar για το ανασυνδυασμένο DNA ήταν ένα κομβικόσυνέδριοπουοργανώθηκεαπότονpaul Berg για να συζητηθούν οι πιθανοί βιολογικοί κινδύνους και τη ρύθμιση της βιοτεχνολογίας, που πραγματοποιήθηκε τον Φεβρουάριο του 1975 σ ένασυνεδριακόκέντροστοstate Beach Asilomar. Μια ομάδα περίπου 140 επαγγελματίες (κυρίως βιολόγοι, αλλά και νομικοί και γιατροί) συμμετείχε στο συνέδριο για να καταρτίσουν εθελοντικές κατευθυντήριες γραμμές για να εξασφαλιστεί η ασφάλεια της τεχνολογίας του ανασυνδυασμένου DNA. Το συνέδριο μπορεί να θεωρηθεί ως εφαρμογή μια έκδοσης της αρχής της προφύλαξης. Τα αποτελέσματα αυτών των κατευθυντήριων γραμμών είναι ακόμη αισθητά μέσα από τη βιομηχανία της βιοτεχνολογίας και της συμμετοχής του κοινού στην επιστημονική συζήτηση. Αργότερα, το Εθνικό Ινστιτούτο Υγείας εξέδωσε περισσότερες επίσημες κατευθυντήριες γραμμές. Οι κρατικοί κανονισμοί βασίζονται στις κατευθυντήριες γραμμές ΝΙΗ. Paul Berg, κορυφαίος ερευνητής στον τομέα της τεχνολογίας του ανασυνδυασμένου DNA. Το 1980 του απενεμήθη το βραβείο Νόμπελ Χημείας μαζί με τους Walter Gilbert και Frederick Sanger.

8 Κίνδυνοι που προκύπτουν από την τροποποίηση των υφιστάμενων παθογόνων Η τροποποίηση των φυσιολογικών γονιδίων μπορεί να μεταβάλλει την παθογένεια. Ανεπιθύμητες αλλοιώσεις του χαρακτήρα των μη παθογόνων μπορεί να προκύψουν ως αποτέλεσμα μεταλλάξεων που προκαλούμε. Πριν ξεκινήσουμε τον ανασυνδιασμό του γενετικού υλικού των παθογόνων θα πρέπει να μας απασχολήσουν μια σειρά από ερωτήματα: 1. Θα αυξηθεί η μολυσματικότητα ή παθογένειά του; 2. Θα μπορούσε η εισαγωγή του ξένου γονιδίου να προκαλέσει την απενεργοποίηση οποιοσδήποτε άλλου ἢ την μετάλλαξη, εντός του παθογόνου, γονιδίου; 3. Μήπως το ξένο γονίδιο κωδικοποιεί μια παθογένεια καθοριστική για άλλο οργανισμό; 4. Εάν το ξένο DNA δεν είναι καθοριστικός παράγοντας παθογένειας, είναι δυνατόν να προβλεφθεί ότι αυτό το γονίδιο θα μπορούσε να συμβάλει στην παθογένεια του γενετικά τροποποιημένου παθογόνου; 5. Υπάρχει διαθέσιμη θεραπεία; 6. Υπάρχει περίπτωση η ευαισθησία των τροποποιημένων παθογόνων στα αντιβιοτικά ή σε άλλες μορφές θεραπείας να θίγονται λόγω της γενετικής τροποποίησης; 7. Η εξάλειψη των τροποποιημένων παθογόνων είναι εφικτή;

9 Κίνδυνοι που σχετίζονται με τον παραλήπτη παθογόνο 1. Ευαισθησία του Παθογόνου 2. Αλλαγή της παθογένεια του στελέχους υποδοχής, συμπεριλαμβανομένης της δραστικότητας, μολυσματικότητας και την παραγωγή τοξίνης 3. Τροποποίηση του φάσματος ξενιστών. 4. Η ανοσολογική κατάσταση του παθογόνου. 5. Συνέπειες της τροποποίησης.

10 Κατευθυντήριες γραμμές για την χρήση των ανασυδιασμένων παθογόνων Κατάλληλος εργαστηριακός εξοπλισμός Εκπαιδευμένο Προσωπικό Τήρηση των κανόνων ασφαλείας Διαχείριση των ανασυδιασμένων παθογόνων Διαχείριση των Βιοτεχνολογικών Προῑόντων Βιοασφάλεια

11 Κατάλληλος εργαστηριακός εξοπλισμός Ο εργαστηριακός εξοπλισμός πρέπει να είναι ο κατάλληλος για τον πειραματισμόπουέχειπρογραμματιστείκαιεγκριθείαπότηνεπιτροπή Βιοηθικής και τον Υπεύθυνο της μονάδας BSL.

12 Εργαστηριακές εγκαταστάσεις για τον πειραματισμό σε συνθήκες BSL 3 ἤ BSL 4 Ποιοτικός Έλεγχος

13 Εκπαιδευμένο Προσωπικό 1. Το προσωπικό της εγκατάστασης BSL (ανεξαρτήτως βαθμού επικινδυνότητας), πρέπει να είναι ενημερωμένο και καταρτισμένο πάνω στο αντικείμενό του και την επικινδυνότητα του πειραματισμού. 2. Θα πρέπει να εφαρμόζει πιστά τους κανόνες βιοασφάλειας που έχουν καταρτιστεί από τον υπεύθυνο της μονάδας και την Επιτροπή Βιοηθικής. 3. Τυχούσες παραλείψεις στον σχεδιασμό του εργαστηρίου, στην ποιότητα των υλικών που χρησιμοποιούνται, αλλά και παραλήψεις που διαπιστώνονται, που μπορούνναβλάψουντονάνθρωποκαιτηνδημόσιαυγεία καιτοπεριβάλλον, πρέπει να αναφέρονται στον υπεύθυνο της μονάδας, ώστε μετά από συζήτηση, να λαμβάνονται διορθωτικά μέτρα. 4. Συμβάντα, παρεκκλίσεις του πρωτοκόλλου βιοασφάλειας, αλλά και αλλαγή του πρωτοκόλλου πειραματισμού, που έχει εγκριθεί από την Επιτροπή βιοηθικής, μπορούν να βλάψουν εργαζόμενους και την δημόσια υγεία, πρέπει να αναφέρονται αμέσως. 5. Στο Προσωπικό περιλαμβάνονται οι Ερευνητές, το τεχνικό Προσωπικό, το Προσωπικό Συντήρησης της μονάδας, το Προσωπικό Καθαριότητας και Αποστείρωσης, το Προσωπικό Ασφαλείας καθώς και οι «πρώτοι» Διασώστες και ο Ιατρός Ασφαλείας.

14 Τήρηση των κανόνων ασφαλείας Υποχρεωτική τήρηση των κανόνων ασφαλείας. Η μη συμμόρφωση, έχει σαν αποτέλεσμα την διακοπή του πειραματισμού και την πιθανή εκδίωξη του ατόμου που δεν συμμορφώνεται. Σε σοβαρές περιπτώσεις ο χώρος μπαίνει υπό «επιτήρηση». Διαχείριση των ανασυνδιασμένων παθογόνων Η κατασκευή και ο χειρισμός των ανασυνδιασμένων παθογόνων γίνεται σύμφωνα με τις υποδείξεις του υπεύθυνου Ερευνητή, σε πειραματισμό που έχει εγκριθεί από την Επιτροπή Βιοηθικής. Ο Ερευνητής έχει την ευθύνη για την τήρηση των κανόνων ασφαλείας απότοπροσωπικόκαιτηνπροφύλαξητηςυγείαςτουκαιτηνπροστασία της δημόσιας υγείας. Διαχείριση των Βιοτεχνολογικών Προϊόντων Πλήθος «φαρμακευτικών» πρωτεϊνών και τοξινών συντίθενται από ανασυνδιασμένα παθογόνα με μεθόδους Γενετικής Μηχανικής. Τα προϊόντα θα πρέπει να καταγράφονται λεπτομερώς και να αποθηκεύονται κατάλληλα και υπό φύλαξη με ευθύνη του Ερευνητή και την συνεργασία του Προσωπικού Ασφαλείας

15 Βιοασφάλεια 1. Ταυτοποίηση του κινδύνου 2. Η Αξιολόγηση του κινδύνου και οι ανάλυση των εργαστηριακών πρακτικών που συνδέονται με την αξιολόγηση του κινδύνου βιοασφάλειας 3. Βιοηθική και Επιστημονική ανάλυση των ερευνητικών σχεδίων, πριν να επιτραπεί ο πειραματισμός. 4. Κατανομή των ευθυνών και των αρχών μεταξύ του προσωπικού και τους διευθυντές εγκαταστάσεων. 5. Επικοινωνία μεταξύ των εμπλεκομένων μερών 6. Ανάπτυξη και την κατάρτιση για τα σχέδια έκτακτης ανάγκης (Σεισμούς, πυρκαγιές, κλοπές διαρρήξεις, τρομοκρατικές απειλές). 7. Προσαρμοσμένες εφαρμογές της βιοασφάλειας. Κατάρτιση των εργαζομένων της εγκατάστασης και για την πολιτική κατάρτισης της εξωτερικής βοήθειας των πρώτων διασωστών. 8. Το προσωπικό θα πρέπει να τηρεί την εμπιστευτικότητα που θα απαιτηθεί. Όλα τα στάδια της βιοασφάλειας πρέπει να είναι το αποτέλεσμα μιας διαφανούς και τεκμηριωμένη διαδικασίας διαβούλευσης, που σκοπό έχει να αξιολογεί πλήρως τις επιπτώσεις των παραβιάσεων διαχείρισης της, προετοιμαζόμενη και σχεδιαζόμενη ακόμη για τα χειρότερα σενάρια.

16 Η χρήση των παθογόνων και τοξίνες τους μπορούν να αποτελέσουν βιολογική απειλή και να βλάψουν τους ανθρώπους τα ζώα τα φυτά και το οικοσύστημα, να διαταράξει την κοινωνία, τις οικονομίες και την υπάρχουσα πολιτική κατάσταση. Παρά τις ισχύουσες διεθνείς συμφωνίες που απαγορεύουν τη χρήση βιολογικών παράγοντων για κακόβουλη χρήση, υπάρχει πάντα η απειλή είτε από μεμωνομένους επιστήμονες, είτε από οργανομένες ομάδες, είτε από κράτη. Περαιτέρω, η χρήση των ανασυνδιασμένων παθογόνων μπορεί να αποτελέσει, με κακόβουλη ἤ ανευθυνη χρήση, πραγματική απειλή για τον άνθρωπο και το περιβάλλον Για εκείνους που διενεργούν έρευνα δείχνοντας αδιαφορία για την ηθική των αξιών, δεν σέβονται το δικαίωμα των ανθρώπων για μια ασφαλή και ειρηνική ζωή, ή δεν αναγνωρίζουν τις παγκόσμια συνθήκες και συμβάσεις, πρέπει να υπάρχουν κανονιστικά μέτρα και μη εξουσιοδοτημένη πρόσβαση σε βιολογικούς παράγοντες και τις τοξίνες διαθέσιμες στα βιολογικά εργαστήρια. Δεν μπορούμε πια να βασιζόμαστε στην εθελοντική αυτοσυγκράτηση στην χρήση των ανασυνδιασμένων παθογόνων αλλά να θεσμοθετηθούν λεπτομερεις κανονισμοί και συνθήκες βιοασφάλειας.

17 Παράγοντες που μπορούν να συντελέσουν στην αυξηση της επικινδυνότητας από την χρήση των ανασυνδιασμένων παθογόνων Ακατάλληλος Σχεδιασμός του Εργαστηρίου Ακατάλληλος Εργαστηριακός Εξοπλισμός Αποτυχία Εξοπλισμού Ασφάλειας Ακατάλληλες εργαστηριακές Πρακτικές Ανθρώπινη συμπεριφορά Μη τήρηση των πρωτοκόλλων Μη Εγκεκριμένη Εργαστηριακή Δραστηριότητα Υποτίμηση του κινδύνου Ρουτίνα Μη ικανοποιητική εκπαίδευση Διασπορά των ανασυνδιασμένων παθογόνων, ύστερα από ατύχημα. Κλοπές

18 Μέτρα εκ μέρους της Πολιτείας Μέτρα εκ μέρους του Ερευνητικού Ιδρύματος Νομικό Πλαίσιο