Transcript Dubla-Utilizare: Exemple Prezentarea Nr. 15 1. Curicula • Cercetarea contencioasa – Slide-uri 2 - 8 • Virusul Pox al Soarecelui (Mousepox) – Slide-uri 9 -

Dubla-Utilizare: Exemple
Prezentarea Nr. 15
1. Curicula
• Cercetarea contencioasa
– Slide-uri 2 - 8
• Virusul Pox al Soarecelui (Mousepox)
– Slide-uri 9 - 14
• Sinteza Virusului Poliomielitei
– Slide-uri 15 - 18
• Sinteza Virusului Gripal
– Slide 19
• Virulenta in Variola
– Slide-uri 20-21
2. Cercetarea Contencioasa (i)
• Raportul Fink - Capitolul 1
–
–
–
–
Stiintele Biologice in zilele noastre
Dilema “Dublei-Utilizari”
O istorie scurta a Armelor Biologice*
Politica SUA si crearea Conventiei pe Arme Biologice
si Toxine
– *Anexa: Armele Biologice in Istorie
3. Cercetarea Contencioasa (ii)
• Raportul Fink - Capitolul 1 (continuare)
– Noua Amenintare
– Exemple Recente de “Cercetare
Contencioasa” in Stiintele Biologice
– Raspunsul Comunitatii de Stiinte Biologice la
Situatiile Anterioare
– Sarcina data Comitetului si Procesul sau de
dezbatere
4. Cercetarea Contencioasa (iii)
• Stiintele Biologice in zilele noastre
– “Stiintele biologice s-au dezvoltat enorm in ultimul
secol…”
– “Cresterea continua a activitilor de cercetare a
rezultat in multe noi… produse care au transformat
medicina…”
– “Cercetarea biotehnologica este acum cu adevarat o
intreprindere globala…”
– “In plus fata de intreprinderea globala de cercetare,
publicatiile si personalul de stiinta sunt de asemenea
raspandite pe larg…”
5. Cercetarea Contencioasa (iv)
• Stiintele Biologice in zilele noastre (continuare)
– “Raspandirea rapida a cunostiintelor stiintifice si a
aplicatiilor lor se datoreaza mediului actual de
cercetare in care cunostiintele si materialele biologice
sunt facute disponibile intre cercetatori si de
asemenea oamenii se deplaseaza in mod liber intre
universitati, agentii guvernamentale si industrie.
Numarul mare de studenti straini si asociati postdoctorali a fost un ingredient esential al succesului
cercetarii biologice. Forta de munca stiintifica are din
ce in ce mai mult un caracter global…”
6. Cercetarea Contencioasa (v)
• Dilema Dublei Utilizari
– “Regulamentele aplicate cercetarii biotehnologice cu
dubla utilizare reprezinta un aspect foarte contencios
din punct de vedere tehnic, politic si societal. In
limbajul diplomatic de dezarmament si control al
armelor, dubla utilizare se refera la tehnologiile
dezvoltate pentru aplicatii civile care ar putea de
asemenea sa fie folosite si in scopuri militare…”
– “…Intrebarea de baza este daca se pot reduce
riscurile asociate cu potentialul abuz in timp ce
facilitam progresul cercetarii esentiale..”
7. Cercetarea Contencioasa (vi)
• Noua Amenintare
– “Fiecare tehnologie majora –metalurgia,
explozibilele, combustia interna, aviatia,
electronica, energia nucleara – a fost
exploatata in mod intensiv, nu numai in
scopuri pasnice dar si in scopuri ostile.
Trebuie neaparat sa se intample aceasta si cu
biotehnologia, care va deveni in mod evident,
tehnologia dominanta a secolului viitor…?”
8. Cercetarea Contencioasa (vii)
• Noua Amenintare (continuare)
– “…In timpul secolului care de-abia a inceput, cand
capacitatea noastra de a modifica procesele vitale
fundamentale continua sa avanseze in ritm rapid, o
sa fim in stare nu numai sa inventam feluri noi de a
distruge viata dar…si… de a o manipula - inclusiv
procesele cognitive, de dezvoltare, reproductie si
mostenire genetica. O lume in care aceste capabilitati
sunt folosite pe scara larga in scopuri ostile ar fi o
lume in care chiar natura conflictelor s-ar schimba in
mod radical. Atunci ar fi oportunitati fara precedent
pentru violenta, coertie, represiune, sau subjugare.”
9. Virusul Pox al Soarecelui
(Mousepox) (i)
• “…Probabil cel mai celebru caz recent despre
diseminarea unor rezultate de cercetare care au
potentialul de a fi exploatate in scopuri
bioteroriste, a fost raportul despre efectul
neasteptat al ingineriei genetice a unei tulpini de
virus ectromelia (virusul pox al soarecelui sau
mousepox) in Australia…. Unii au fost de parere
ca acest articol a creat un model sau un ghid
pentru teroristi cum sa faca o tulpina de variola
mult mai virulenta in asa fel incat sa
copleseasca sistemul imunitar uman chiar si in
persoanele vaccinate …”
10. Virusul Pox al Soarecelui
(Mousepox) (ii)
• “Autorii articolului si-au propus initial ca sa
produca un imunocontraceptiv infectios pentru
soarecii salbatici prin incorporarea unei gene
pentru un antigen din ovulele fertilizate ale
soarecilor in genomul virusului ectromelia.
Deoarece expresia acestui antigen provenit din
ovule nu a rezultat in sterilizarea soarecilor,
autorii au incercat sa creasca virulenta virusului
ectromelia cu speranta ca ar putea intari
raspunsul imunitar…”
11. Virusul Pox al Soarecelui
(Mousepox) (iii)
• “Ei s-au inspirat din cercetarile anterioare ce au
fost publicate … in care se arata ca daca se
incorporeaza gena pentru…IL-4 in genomul
virusului si super-exprimand-o astfel in vivo, se
poate creste virulenta virusului Vaccinia in
soareci. Virulenta crescuta este datorata
probabil supresiei raspunsului imun antiviral
mediate de citochine competitoare cum ar fi IL2…care actioneaza prin stimularea celulelor
imune efectoare ducand la uciderea celulelor
infectate cu virus si astfel la controlul infectiei
virale.”
12. Virusul Pox al Soarecelui
(Mousepox) (iv)
• “…Apoi ei au demonstrat ca acest virus pox al
soarecelui ce a fos modificat, este mult mai
virulent decat virusul initial si a ucis 60% din
soarecii infectati, chiar daca soarecii proveneau
dintr-o tulpina rezistenta din punct de vedere
genetic. Chiar si mai neasteptata a fost
observatia lor ca soarecii care au fost vaccinati
si care erau complet rezistenti la infectia cu
virusul original… erau acum omorati de virusul
care exprima gena pentru citochina IL-4.”
13. Virusul Pox al Soarecelui
(Mousepox) (v)
• “Unii au sustinut ca publicarea acestui articol
ofera un model si un ghid pentru teroristi ca sa
produca prin inginerie genetica o tulpina de
Variola mult mai virulenta care ar putea coplesi
sistemul imun uman chiar si in oamenii
vaccinati…. S-a sugerat ca, ori articolul nu ar fi
trebuit sa fie publicat, ori, cel putin, sectiunea de
“materiale si metode:… ar fi trebuit modificata
sau exclusa complet din articolul publicat…”
14. Virusul Pox al Soarecelui
(Mousepox) (vi)
• Motive pentru publicare?
– “…In primul rand, luarea la cunostiinta despre aceste
experimente, ajuta comunitatea stiintifica sa
exploreze modalitati de a neutraliza asemenea
virusuri modficate genetic…”
– “…In al doilea rand, se sugereaza ca trebuie sa fim
pregatiti sa tratam infectiile cauzate de asemenea
virusuri modificate genetic ori cu anticorpi care
inactiveaza citochina relevanta, ori cu interferon gama
care ar neutraliza efectul citochinei IL-4, ori cu
amandoua…”
15. Sinteza Virusului Poliomielitei (i)
• “Wimmer si colegii sai au raportat ca au
reconstruit virusul poliomielitei din
oligonucleotide produse pe cale chimica care au
fost apoi legate impreuna si transfectate in
celule. Articolul a atras o atentie deosebita in
presa si a crescut ingrijorarea anumitor
segmente ale populatiei… Acesta.. A crescut
ingrijorarea publicului cu privire la bioterorism
pentru ca s-a sugerat ca experimentul lui
Wimmer a oferit o reteta teroristilor care ar vrea
sa produca virusul…”
16. Sinteza Virusului Poliomielitei (ii)
• “Multi oameni de stiinta au tras concluzia ca
experimentul lui Wimmer nu a reprezentat nici o
descoperire noua nici o amenintare potentiala.
Principiul general despre crearea unui virus
polio folosind un ADN ca model se cunostea
deja din anul 1981, cand Baltimore si colegii sai
au raportat ca o copie ADN a genomului
virusului polio (care este ARN pozitiv) poate sa
fie incorporata de celulele vii in conditii
apropriate si va duce la producerea virusului
infectios si incapsulat…”
17. Sinteza Virusului Poliomielitei (iii)
• “Noi am imbunatatit metodologia si am redus
dramatic timpul necesar pentru a asambla in
mod corect segmente de ADN de 5- pana la 6
kb din oligonucleotide sintetice. Ca o
demonstratie a acestei metode, am stabilit
conditiile pentru asamblarea rapida (14 zile) a
unui genom infectios complet al bacteriofagului
 X174 (5386 bp) dintr-un singur grup de
oligonucleotide sintetizate chimic…”
18. Sinteza Virusului Gripei
• “Virusul gripal (Influenza) de tip A a fost cauza
unor epidemii umane pe scara larga pentru ca
se transmite foarte repede de la om la om prin
aerosoli. Evenimentele recente au demonstrat
potentialul virusului gripal de tip A ca o arma
bioterorista: virulenta crescuta a virusului gripal
de tip A care a infectat oamenii din Hong Kong
in 1997 si dezvoltarea unor metode de laborator
care genereaza virusuri gripale de tip A prin
transfectia segmentelor de ADN fara virus helper
(ajutator)…”
19. Virulenta in Variola (i)
• “Virusul Variola major cauzeaza boala variolica
(smallpox) care are o rata de mortalitate de 30 40%, in timp ce virusul vaccinia, care este
folosit in vaccinarea oamenilor impotriva
variolei, nu produce boala in oamenii
imunocompetenti… Ambele virusuri au in
componenta lor un inhibitor al unor enzime ce
fac parte din raspunsul imunitar: proteina de
control al complementului (VCP) din virusul
vaccinia si inhibitorul enzimelor complementului
din virusul variola (SPICE). Autorii s-au
concentrat pe o comparatie a genelor ce
codifica acest tip de inhibitor…”
20. Virulenta in Variola (ii)
• “…Deoarece virusul variola viu nu este
disponibil pentru acest studiu, autorii au folosit
metode tehnice standard ca sa sintetizeze gena
SPICE. Ei au demonstrat ca proteina SPICE a
virusului variola are o specificitate mult mai mare
pentru complementul uman si este aproape de o
suta de ori mai activa decat VCP in inactivarea
acestui component al sistemului imun uman
(componentul C3b al complementului uman)…”
Prezentarea 15 Intrebari Esantion
1.
2.
3.
4.
Esti de accord cu punctual de vedere al lui Meselson ca exista
un pericol deosebit de grav cu privire la posibilitatea utilizarii
stiintelor biologice moderne in scopuri ostile? Daca esti de
acord, crezi ca aceasta situatie ar putea fi prevenita? Daca nu
esti de acord, explica motivele tale si discuta unul dintre aceste
motive in detaliu.
Sumarizeaza experimental cu virusul pox al soareceluiu
(mousepox). Crezi ca acest experiment ar fi trebuit publicat in
literatura de specialitate? Discuta pe ce se bazeaza opinia ta.
“Sinteza chimica a virusului polio efectuata de Wimmer nu a
constituit un exemplu de cercetare ingrijoratoare de dubla
utilizare”. Discuta acest citat.
Crezi ca virusul gripei ar putea fi considerat o amenintare
serioasa din punct de vedere al armelor biologice sau/si a
bioterorismului?
Bibliografie
(Slide 2)
National Research Council (2004) Biotechnology Research in an Age of
Terrorism. Washington: National Academies Press. Available from
http://books.nap.edu/openbook.php?record_id=10827&page=15
(Slide 4)
National Research Council (2004) Biotechnology Research in an Age of
Terrorism. Washington: National Academies Press. Available from
http://books.nap.edu/openbook.php?record_id=10827&page=16
(Slide 5 and 6)
National Research Council (2004) Biotechnology Research in an Age of
Terrorism. Washington: National Academies Press. Available from
http://books.nap.edu/openbook.php?record_id=10827&page=18
(Slide 7)
Meselson, M (2000) Averting the Hostile Exploitation of Biotechnology,
The CBW Conventions Bulletin, June 48, 16-19. Available from
http://www.sussex.ac.uk/Units/spru/hsp/pdfbulletin.html
(Slide 8)
National Research Council (2004) Biotechnology Research in an Age
of Terrorism. Washington: National Academies Press. Available
from
http://books.nap.edu/openbook.php?record_id=10827&page=23
(Slide 9)
National Research Council (2004) Biotechnology Research in an Age
of Terrorism. Washington: National Academies Press. Available
from
http://books.nap.edu/openbook.php?record_id=10827&page=25
Jackson, R. J., Ramsay, A. J., Christensen, C. D., Beaton, S., Hall, D.
F., and Ramshoaw, I. A. (2001) Expression of Mouse Interleukin-4
by a Recombinant Ectromelia Virus Suppresses Cytolytic
Lymphocyte Responses and Overcomes Genetic Resistance to
Mousepox. Journal of Virology, 75(3), 1205–1210. Available from
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/11152493
National Research Council (2004) Biotechnology Research in an Age
of Terrorism. Washington: National Academies Press. Available
from
http://books.nap.edu/openbook.php?record_id=10827&page=25
(Slide 12 and 13)
National Research Council (2004) Biotechnology Research in an Age of
Terrorism. Washington: National Academies Press. Available from
http://books.nap.edu/openbook.php?record_id=10827&page=26
(Slide 14)
National Research Council (2004) Biotechnology Research in an Age of
Terrorism. Washington: National Academies Press. Available from
http://books.nap.edu/openbook.php?record_id=10827&page=27
Bembridge, G. P., Lopez, J. A., Cook, R., Melero, J. A., and Taylor, G..
(1998) Recombinant Vaccinia Virus Coexpressing the F Protein of
Respiratory Syncytial Virus (RSV) and Interleukin-4 (IL-4) Does Not
Inhibit the Development of RSVSpecific Memory Cytotoxic T
Lymphocytes, whereas Priming Is Diminished in the Presence of
High Levels of IL-2 or Gamma Interferon, Journal of Virology
72(5):4080-7. Available from
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/9557697
Parker, S., Touchette, E., Oberle, C., Almond, M., Robertson, A., Trost, L.
C., Lampert, B., Painter, G., and Buller, R. M.(2008) Efficacy of
Therapeutic Intervention with an Oral Etherlipid Analogue of
Cidofovir (CMX001) in a Lethal Mousepox Model. Antiviral Research
77(1):39-49. Available from
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17904231
(Slide 15)
National Research Council (2004) Biotechnology Research in an
Age of Terrorism. Washington: National Academies Press.
Available from
http://books.nap.edu/openbook.php?record_id=10827&page=27
Wimmer, E. (2007) The Test-Tube Synthesis of a Chemical Called
Poliovirus, EMBO Reports Special Issue 7, 3-9. Available from
http://www.nature.com/embor/journal/v7/n1s/full/7400728.html
Cello, J., Paul, A. V., and Wimmer, E. (2002) Chemical Synthesis of
Poliovirus cDNA: Generation of Infectious Virus in the Absence
of Natural Template, Science 297(5583), 1016 – 1018. Available
from http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/1072266
(Slide 16)
National Research Council (2004) Biotechnology Research in an
Age of Terrorism. Washington: National Academies Press.
Available from
http://books.nap.edu/openbook.php?record_id=10827&page=28
(Slide 17)
Smith, H. O., Hutchison, C. A., Pfannkoch, C., and Venter, J. C. (2003)
Generating a Synthetic Genome by Whole Genome Assembly:
_X174 Bacteriophage from Synthetic Oligonucleotides, PNAS,
100(26), 15440–15445. Available from http://www.pnas.org/
Tian, J., Gong, H., Sheng, N., Zhou, X., Gulari, E., Gao, X., and Church,
G.. (2004) Accurate multiplex gene synthesis from programmable
DNA microchips, Nature, 432(23/30). Available from
http://www.nature.com/nature/journal/v432/n7020/full/nature03151.
html
(Slide 18)
Krug, M. R. (2003) The Potential Use of Influenza Virus as an Agent for
Bioterrorism, Antiviral Research 57, 147-150 Available from
http://www.elsevier.com/wps/find/journaldescription.cws_home/52
1852/description#description
(Slide 19)
Rosengard, A. M., Liu, Y., Nie, Z., and Jimenez, R. (2002) Variola virus
immune evasion design: Expression of a highly efficient inhibitor
of human complement, PNAS, 99(13), 8808–8813 Available from
http://www.pnas.org/