Agosto, 2020 - Resumo: Desenvolvimentos recentes em bioquímica, genética e biologia molecular tornaram possível a engenharia de organismos vivos. Embora esses desenvolvimentos ofereçam meios eficazes e eficientes para curar doenças, aumentar a produção de alimentos e melhorar a qualidade de vida de muitas pessoas, eles também podem ser usados ​​por atores estatais e não estatais para desenvolver armas biológicas projetadas. O círculo virtuoso de bioinformática, princípios de engenharia e ciência biológica fundamental também funciona como um ciclo vicioso, ao diminuir o nível de habilidade necessário para produzir armas. A ameaça dos agentes da bioengenharia é tanto mais clara quanto a pandemia de COVID-19 demonstrou o enorme impacto que um ...
único agente biológico, mesmo que de ocorrência natural, pode ter na sociedade. É provável que organizações terroristas estejam monitorando esses desenvolvimentos de perto e que a probabilidade de um ataque biológico com um agente de engenharia esteja aumentando constantemente.
A pandemia COVID-19 demonstrou que ameaças biológicas significativas podem e irão emergir da natureza sem aviso prévio, demonstrando que uma única cepa viral pode ter um impacto profundo na sociedade moderna. Também demonstrou que as doenças infecciosas podem se espalhar rapidamente por uma população sem a engenharia humana, tornando-as os substratos ideais para desenvolver armas projetadas. Vírus e bactérias têm sido usados ​​como armas há milênios.1 Historicamente, as armas biológicas eram derivadas de fontes naturais, como o antraz de herbívoros e animais domesticados e a varíola de roedores. Os organismos patogênicos considerados adequados para a formação de armas foram cultivados diretamente do meio ambiente; eles foram então isolados, purificados, armazenados, propagados e usados ​​para encher munições biológicas.2 O exemplo mais recente disso foi a produção e armazenamento de vários agentes pelo programa de armas biológicas da ex-União Soviética. Neste programa, os patógenos foram selecionados para características específicas diretamente do ambiente natural, propagados e armazenados para uso posterior.
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3 Embora esses patógenos tenham evoluído na natureza com o propósito de persistir, eles não são otimizados para manutenção, armazenamento e implantação em um ambiente militar. Conseqüentemente, embora os agentes biológicos não tenham sido amplamente empregados como armas estratégicas ou táticas por atores estatais ou não-estatais, existem alguns exemplos de seu uso em conflitos. O mais significativo deles é o uso bem documentado de agentes bacteriológicos rudes pelo exército japonês contra a China durante a Segunda Guerra Mundial.4
Recentemente, a convergência de avanços na ciência da computação, engenharia, ciências biológicas e química possibilitou a engenharia de sistemas vivos para otimizar o crescimento e aumentar a patogenicidade (a propensão de causar doenças). Esta abordagem interdisciplinar para fornecer uma nova funcionalidade biológica teve um impacto positivo nas indústrias biotecnológicas e biofarmacêuticas. Ao mesmo tempo, essas bactérias e vírus modificados podem ser cooptados para fins beligerantes. Na verdade, o uso de armas biológicas projetadas poderia teoricamente dar a um ator estatal ou não estatal uma vantagem assimétrica sobre um adversário que favorece as armas convencionais.
Biologia sintética (SynBio) é a disciplina científica que engloba todos os aspectos da engenharia de sistemas biológicos.5 Começando com a descoberta da estrutura química do DNAb na década de 1950, ferramentas SynBio, como tecnologia de DNA recombinantec e ferramentas de edição de genomad foram desenvolvidas em um ritmo acelerado à medida que os mecanismos moleculares fundamentais subjacentes à biologia são descobertos. Essas ferramentas SynBio estão reduzindo a educação, o treinamento, o custo, o tempo e o limite de equipamentos necessários para modificar e empregar organismos patogênicos como armas biológicas.
A ameaça assimétrica representada por armas biológicas continuará a aumentar à medida que novas ferramentas e técnicas são desenvolvidas e as organizações terroristas se tornam cientes e inspiradas pelos impactos econômicos, emocionais e desestabilizadores do governo em toda a sociedade causados ​​pela pandemia de COVID-19. Na verdade, pode-se argumentar que o custo total dessa pandemia - incluindo a perda de vidas e o estresse para a economia - só poderia ser rivalizado pelo lançamento de uma bomba atômica. Portanto, os desenvolvimentos na SynBio devem ser continuamente monitorados e reavaliados dentro do contexto de mudança tecnológica e sua capacidade de mudar o paradigma geopolítico. Neste artigo, os autores descrevem como a natureza modular dos sistemas biológicos os torna acessíveis à engenharia, os avanços recentes na biologia sintética, o impacto da biologia sintética no cenário de ameaças e as respostas políticas potenciais para o amadurecimento da biotecnologia em geral, e biologia sintética em particular. Este artigo foi desenvolvido usando fontes de literatura primária e secundária recentemente publicadas em artigos científicos revisados ​​por pares.
A modularidade inerente dos sistemas biológicos
A modularidade é essencial para a engenharia intencional de sistemas biológicos para criar armas. Em termos gerais, modularidade se refere à capacidade de substituir ou atualizar um equipamento. Por exemplo, um conjunto de peças intercambiáveis ​​é o que permite a um indivíduo modificar ou otimizar uma peça complexa de equipamento, como um computador doméstico ou um automóvel. O material genético (DNA ou RNA) de qualquer organismo contém todas as informações necessárias para seu bom funcionamento e é composto por diversos componentes modulares. Genes específicos podem ser removidos de um patógeno e inseridos em outro como um meio de alterar a atividade do receptor.6 Essa modularidade permite uma medida de previsibilidade dos efeitos na complexa rede de genes ao empregar métodos de engenharia molecular para inserir um gene estranho em um genoma hospedeiro. Por exemplo, a natureza modular da cepa vacinal não patogênica do genoma do poliovírus é o que permite que ela adquira genes de patogenicidade de outros vírus e reverta para um estado patogênico (transferência horizontal de genes).
7 Postulou-se que a modularidade molecular evoluiu como uma ferramenta genômica natural, permitindo que os sistemas biológicos se adaptassem rapidamente às mudanças nas condições ambientais.8 Enquanto o processo de um vírus adquirir patogenicidade vem ocorrendo naturalmente por meio da transferência horizontal de genes, desde que esses agentes biológicos já existiam, o uso de ferramentas de engenharia molecular SynBio fornece um caminho para mudanças intencionais e precisas em genomas em escalas de tempo rápidas não encontradas na natureza. Genes modulares podem ser misturados e combinados para aumentar a velocidade com que os organismos podem evoluir e se adaptar, produzindo o tipo de funcionalidade necessária para um determinado ambiente e proporcionando ao organismo uma vantagem seletiva em relação a seus concorrentes. Atualmente, há um esforço em andamento para identificar o genoma mínimo necessário para a sobrevivência da cepa mais simples de bactéria.
9 Uma vez determinados quais genes são necessários para a sobrevivência e reprodutibilidade em bactérias, pode ser possível trocar genes não essenciais por genes que conferem qualquer número de características desejadas. Uma maior compreensão da modularidade dos sistemas biológicos terá impacto nos campos da biossegurança e da medicina militar ao fornecer um “kit de ferramentas molecular” que pode ser usado para fins pacíficos ou por adversários para projetar e fabricar agentes biológicos.
A extensão e o impacto da SynBio em futuros conflitos de estado sobre estado e violência terrorista aumentarão à medida que as ferramentas e técnicas desta disciplina continuarem a amadurecer e se difundir por toda a comunidade científica, bem como entre os cidadãos-cientistas novatos no mundo. laboratórios de biologia faça você mesmo que surgiram em todo o mundo nos últimos anos.11 A capacidade de produzir patógenos bacterianos e virais personalizados aumentará a capacidade de agentes hostis e não estatais de desenvolver e implantar armas biológicas relativamente baratas e eficientes. Além disso, algumas dessas armas provavelmente serão projetadas com maior patogenicidade, estabilidade ambiental, he capacidade de resistir ao choque das rápidas mudanças de temperatura e pressão que podem acompanhar o lançamento de ogivas explosivas. Abaixo estão vários exemplos notáveis ​​do século 21, onde cientistas empregaram técnicas emergentes de SynBio para redescobrir ou recriar microorganismos patogênicos.
Em 2002, cientistas da State University of New York em Stony Brook sintetizaram quimicamente o genoma completo do poliovírus, destacando o potencial transformador do SynBio.12 Embora esse esforço tenha sido realizado por cientistas profissionais experientes ao longo de anos em laboratórios bem equipados, o O manual está agora disponível gratuitamente e os enormes avanços nas técnicas de engenharia molecular desde então apenas reduziram a complexidade desse esforço outrora monumental. Essa conquista foi seguida pela primeira síntese química de um genoma bacteriano muito maior em 2008 e o desenvolvimento de uma célula totalmente sintética em 2010.13 O uso de ferramentas SynBio dotou os cientistas com a capacidade de dissecar propositadamente a série inerentemente complexa de reações químicas acopladas que compõem o metabolismo celular fundamental. Essas redes de reações podem ser projetadas usando genes modulares e ferramentas moleculares para aprimorar organismos produzidos sinteticamente com propriedades bioquímicas desejadas.14 Significativamente, combinando técnicas laboratoriais moleculares e celulares padrão com estratégias de seleção (ou evolução) celular, que são realizadas diariamente no ensino médio e estudantes universitários em aulas de biologia e competições de pesquisa em todo o mundo, o conhecimento detalhado da natureza de cada reação química não é necessário para atingir o resultado desejado para o agente biológico modificado.
Em 2005, um grupo de pesquisadores dos Centros de Controle de Doenças dos EUA (CDC), da Escola de Medicina Mount Sinai, do Instituto de Patologia das Forças Armadas e do Laboratório de Pesquisa de Aves do Sudeste reconstruíram o vírus da pandemia de influenza de 1918. Este foi um exemplo particularmente notável de como a natureza modular de um genoma viral poderia ser usada para fabricar um patógeno.16 A reconstrução foi realizada determinando primeiro as sequências de codificação genômica do vírus a partir de amostras de tecido pulmonar obtidas de vítimas de pandemia que foram preservadas em permafrost.17 As sequências de DNA relevantes foram então inseridas em um conjunto de fitas circulares de DNA conhecidas como plasmídeos, que foram subsequentemente usadas para infectar células de rim humano hospedeiro. Como previsto, partículas virais totalmente funcionais e replicativas emergiram das células renais. A patogenicidade do vírus reconstruído foi avaliada em camundongos, furões e primatas não humanos, e descobriu-se que a cepa de influenza de 1918 era significativamente mais letal do que as cepas modernas.
18 Produziu graves danos aos pulmões, estimulou uma resposta imune aberrante e levou ao desenvolvimento de altos títulos virais (níveis de vírus) tanto no trato respiratório superior quanto no inferior.19 O procedimento de reconstrução foi realizado em um padrão molecular O ambiente do laboratório de biologia e todos os materiais necessários para a construção dessa partícula viral estão presentes em muitos laboratórios universitários de biologia. Os métodos empregados não estão além dos meios de um amador talentoso e, portanto, não estão além dos meios de uma organização terrorista dedicada e com bons recursos.20
Mais recentemente, em 2016, um pequeno grupo de pesquisa canadense teve sucesso na construção do vírus infeccioso da varíola diretamente a partir de informações genéticas obtidas exclusivamente de um banco de dados público pela quantia relativamente modesta de US $ 100.000 em moeda americana.21 Varíola é um parente geneticamente distinto do agora extremamente raro vírus da varíola. A varíola já foi uma doença pandêmica altamente temida que desfigurou permanentemente ou acabou com a vida de milhões de pessoas em todo o mundo. As mesmas técnicas usadas para construir a varíola podem ser facilmente adaptadas para construir a varíola com um mínimo de investimento de tempo e dinheiro. A SynBio, portanto, colocou a capacidade de recriar algumas das doenças infecciosas mais mortais conhecidas ao alcance do terrorista patrocinado pelo Estado e do talentoso ator não-estatal.
A competição International Genetically Engineered Machine (iGEM) fornece outro exemplo notável da facilidade com que a engenharia genética pode ser dominada no nível de graduação.22 A competição iGEM foi iniciada por um grupo de pesquisadores não biólogos do Massachusetts Institute of Technology (MIT ) que queria desenvolver e usar ferramentas de biologia sintética semelhantes à forma como os engenheiros elétricos usam um breadboardi e um conjunto de peças intercambiáveis ​​e escalonáveis, como resistores e capacitores. Esses cientistas e engenheiros queriam desenvolver um sistema fácil de usar para a engenharia genética de bactérias, trocando partes genéticas para criar genes e conjuntos de genes exclusivos que produzem proteínas novas e úteis e forçar os organismos a realizar tarefas que normalmente não realizariam . Em sua essência, a competição iGEM é um conjunto acordado de técnicas de engenharia molecular e uma grande biblioteca de partes de DNA que são acessadas pelos concorrentes em sua tentativa de criar novas ferramentas celulares, circuitos biológicos e produtos genéticos.
Conforme a competição progrediu ao longo dos anos, os participantes tiraram proveito das novas ferramentas SynBio para melhorar a complexidade de seus projetos. Hoje, a sofisticação dos projetos de pesquisa do ensino médio e de alunos de graduação é igual à de muitos funcionários altamente treinados que trabalhavam em laboratórios avançados há menos de uma década. Embora tenha sido alegado que os jovens alunos concorrentes dirigidos por um investigador principal responsável não são realmente independentes, 23 é importante observar que a competição iGEM tem um requisito de idade mínima vago, 24 portanto, os alunos do ensino médio são inexperientes com procedimentos de laboratório têm apenas um conhecimento superficial de biologia no início da competição. No entanto, quando esses alunos defendem seu trabalho no Jamboree (feira internacional de ciências realizada a cada outono), eles alcançaram um entendimento completo do trabalho ou são mal avaliados. O iGEM ajudou a democratizar a ciência e a engenharia de sistemas biológicos para o benefício da humanidade.
A organização dedicou recursos significativos aos esforços de biossegurança, bioética e biossegurança25, aproveitando a experiência de líderes na academia e na indústria. Os líderes da defesa precisam tomar nota da disseminação dessas informações porque tanto atores estatais quanto não-estatais com intenções nefastas podem se beneficiar do bom trabalho desses jovens cientistas.
Um estudo de caso sobre a natureza de dupla utilização dessas atividades pode ser encontrado no projeto vencedor de 2017. Uma equipe da Lituânia criou uma ferramenta para melhorar a taxa de herança de sequências geneticamente alteradas ao longo de gerações de micróbios. Embora essa ferramenta possa eventualmente ser usada por milhares de pesquisadores para fins pacíficos, existe a possibilidade de que ela possa ser aproveitada para desenvolver armas biológicas projetadas, alterando rapidamente os genomas do material inicial. A equipe lituana foi apenas uma das 295 equipes competindo naquele ano. Foram 125 da Ásia, 84 da América do Norte, 74 da Europa, 10 da América Latina e dois da África. Esta competição e essas tecnologias são de natureza verdadeiramente global e, embora sejam destinadas a propósitos pacíficos e mutuamente benéficos, a ciência e as ferramentas criadas podem ser manipuladas por aqueles com más intenções.26
O impacto da biologia sintética na paisagem de ameaças
O cenário de ameaças está em constante evolução à medida que avanços são feitos em materiais, poder e velocidade computacional e bioengenharia de vírus e células. Embora existam desafios para o armamento de um sistema biológico, incluindo a luta contra a natureza analógica da biologia, as vantagens das armas biológicas em comparação com a dependência de explosivos convencionais ou armas nucleares incluem suas propriedades autogeradas e a facilidade de criar uma arma binária permitindo uma produção segura e montagem.27 Assim, é possível que um adversário não sofisticado projete armas biológicas com virulência e infectividade aprimoradas. Como já observamos, um desafio para transformar um sistema biológico em arma é a natureza analógica da maioria dos circuitos metabólicos (em comparação com os sinais digitais que governam grande parte do mundo eletrônico).
Outros desafios são a presença de ruído significativo na operação normal e na resposta desses circuitos bioquímicos e a dificuldade em otimizar as vias sintéticas, mantendo a viabilidade e reprodutibilidade do sistema vivo.28 No entanto, o uso de técnicas de seleção natural no laboratório impede o necessidade de um projeto racional detalhado para que um cientista amador membro de uma organização terrorista possa simplesmente empregar técnicas SynBio para um grande número de células e selecionar aquelas que têm o efeito desejado.
As células são a unidade fundamental da vida que contém toda a arquitetura molecular necessária para se envolver no metabolismo (transferência de energia), crescer, se adaptar ao ambiente, responder a estímulos, reproduzir e evoluir. Sob as condições certas, as células se reabastecem e aumentam seu número se houver comida e espaço suficientes. Um cientista que projetou uma célula com novas propriedades pode continuar produzindo esse sistema simplesmente alimentando as células, eliminando os produtos residuais e colhendo células quando desejado. Os sistemas baseados em células co-evoluíram com vírus que têm como alvo tipos de células muito específicos usando proteínas receptoras do tipo fechadura e chave no vírus e na célula. Enquanto os vírus dependem das células para se reproduzir, é prática de laboratório padrão produzir quantidades significativas de vírus usando suas células cognatas [células assumidas pelos vírus] como hospedeiros. Ao contrário das armas convencionais, o desenvolvimento de armas biológicas requer todo o trabalho inicial e, então, o sistema se reproduzirá e fornecerá ao mau ator um suprimento da arma, desde que o ambiente de crescimento permissivo seja mantido.
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SynBio também facilita o desenvolvimento de armas biológicas binárias. Embora o projeto e a produção de armas biológicas binárias possam ter sido difíceis no passado, a capacidade de projetar e "inicializar" genomas inteiros revolucionou o processo. Com ferramentas modernas de biologia sintética, um estudante de graduação poderia conceber e produzir dois vírus não letais relacionados que são individualmente inofensivos. No entanto, após a infecção do hospedeiro com os dois vírus, a mistura das duas cepas permite a restauração completa e a produção de vírus patogênicos altamente infecciosos. É importante ressaltar que essa mistura genética também foi documentada na natureza, em que duas ou mais cepas de vacina de poliovírus não patogênica podem se recombinar para formar recombinantes patogênicos.29 Assim, não é difícil imaginar um ator não estatal desenvolvendo armas binárias consistindo de componentes armazenados separadamente para segurança no transporte e depois reunidos em uma munição biológica antes da entrega.
Os avanços na SynBio não ocorreram de forma isolada. O aumento na compreensão dos sistemas biológicos e o desenvolvimento das ferramentas de biologia molecular que ocorreram no final do século 20 e no início do século 21 foram acompanhados por desenvolvimentos proporcionais em automação, engenharia, ciência da computação e tecnologia da informação. Em particular, a facilidade de aumentar a produção de bactérias e vírus aumentou exponencialmente nas últimas décadas devido à disponibilidade de instrumentação barata para o crescimento, ou cultura, de material biológico e o desenvolvimento de reagentes padronizados, como meios de crescimento bacterianos por laboratórios comerciais.30 Outrora área de competência de cientistas com doutorado em microbiologia, a engenharia genética é praticada todos os dias em escolas de segundo grau e faculdades em todo o mundo. As instruções, ou protocolos, para esses processos estão disponíveis gratuitamente na internet e em livros didáticos de microbiologia e biologia celular. Muitas das dificuldades enfrentadas pelos primeiros microbiologistas e biólogos celulares no cultivo de microrganismos diminuíram; na verdade, muitos programas de biologia de colocação avançada em escolas de ensino médio nos Estados Unidos incluem blocos de instrução sobre cultura e engenharia de Escherichia coli (E. coli) e outras espécies bacterianas benignas.31 Alguns autores argumentaram que as habilidades e habilidades desenvolvidas ao longo de uma carreira nas ciências biológicas não está disponível para o amador e isso pode dificultar o uso generalizado da biologia sintética para o desenvolvimento de armas biológicas.
32 Embora este argumento possa ser verdadeiro para algumas das técnicas mais complexas em bioquímica e biologia molecular, as técnicas usadas para propagar bactérias e vírus e para cortar e colar sequências genéticas de um organismo para outro estão se aproximando do nível de habilidade necessário para usar um livro de receitas ou um computador doméstico. Uma vasta quantidade de conhecimento seria necessária para descrever em detalhes a bioquímica, genética e fisiologia do fermento de padeiro, mas qualquer pessoa com um livro de receitas, farinha, fermento e açúcar pode assar pão. Da mesma forma, compreender os algoritmos necessários para manipular imagens na tela de um computador requer conhecimento especializado, mas qualquer pessoa pode apontar para um ícone com o mouse para abri-lo. À medida que a tecnologia aumenta e se espalha, aqueles com um sistema de laboratório doméstico simples podem ser capazes de manipular genes bacterianos e virais sem treinamento especializado ou anos de experiência.
Respostas políticas às ameaças potenciais apresentadas pela biologia sintética
Uma resposta eficaz às ameaças representadas por aqueles que usam a biologia sintética para fins nefastos exigirá vigilância por parte dos planejadores militares, o desenvolvimento de contramedidas médicas eficazes pela comunidade de pesquisa e o desenvolvimento de tecnologias de diagnóstico e caracterização capazes de discriminar entre naturais e patógenos projetados. Um estudo de contraproliferação de guerra biológica de 2002 identificou seis áreas-chave de pesquisa biológica básica que devem ser enfatizadas para proteção contra a ameaça: genômica humana; imunologia e desenvolvimento de métodos para aumentar a resposta imunológica; genômica bacteriana e viral; desenvolvimento de testes bacterianos e virais; k desenvolvimento de vacinas; e o desenvolvimento de novos agentes antivirais e antibióticos.33 Um esforço contínuo de pesquisa e educação dentro do Departamento de Defesa será necessário para desenvolver e manter perícia em cada uma dessas áreas.
A rápida disponibilidade de pessoal civil e militar experiente é um pré-requisito para uma resposta eficaz a incidentes. Portanto, o treinamento e a educação em SynBio, engenharia biológica e disciplinas relacionadas devem ser enfatizados e financiados. Muitas organizações já existem para enfrentar a ameaça do material biológico natural, feito pelo homem e transformado em arma. Essas organizações incluem a Defense Threat Reduction Agency (DTRA); o Centro Químico e Biológico (CBC) em Edgewood, Maryland; a Agência de Projetos de Pesquisa Avançada de Defesa (DARPA); a Autoridade de Pesquisa e Desenvolvimento Biomédico Avançado (BARDA); os Institutos Nacionais de Saúde (NIH); os Centros de Controle de Doenças (CDC); e o Serviço de Pesquisa Agrícola dos Estados Unidos (USDA-ARS) nos Estados Unidos. A Organização Mundial da Saúde (OMS), uma organização especializada dentro das Nações Unidas, e várias organizações de pesquisa e resposta em outros países têm servido historicamente a propósitos semelhantes.
Cada uma dessas entidades lida com sistemas enraizados no mundo natural e, embora algumas organizações restrinjam seu foco a ameaças que ocorrem naturalmente, todas elas lidam - de uma forma ou de outra - com o ritmo extraordinário de desenvolvimento de tecnologia exclusivo da comunidade biomédica. Todo avanço na biomedicina é de uso duplo e, portanto, cabe aos privilegiados de trabalhar no campo científico prever as maneiras como essas tecnologias podem ser usadas para fins nefastos e desenvolver as tecnologias e sistemas necessários para minar os esforços daqueles quem pode usar essas entidades biológicas únicas como armas.
Conclusão
SynBio é uma tecnologia de rápido desenvolvimento e difusão. A ampla disponibilidade de protocolos, procedimentos e técnicas necessárias para produzir e modificar organismos vivos combinados com um aumento exponencial na disponibilidade de dados genéticos está levando a uma revolução na ciência que afeta o cenário de ameaças que só pode ser rivalizado pelo desenvolvimento do bomba atômica. Conforme a tecnologia melhora, o nível de educação e habilidades necessárias para a engenharia de agentes biológicos diminui. Considerando que apenas atores estatais historicamente tinham os recursos para desenvolver e empregar armas biológicas, a SynBio está mudando o paradigma da ameaça. O impacto econômico e social da COVID-19 destacou os efeitos amplos e duradouros que podem resultar da disseminação de um novo agente biológico. Essa experiência coletiva aumentou a chance de organizações terroristas tentarem usar agentes biológicos para atacar assimetricamente os Estados Unidos e seus aliados. Essa possibilidade deve ser antecipada e planejada em todos os níveis de governo. CTC
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O Dr. J. Kenneth Wickiser é Professor de Bioquímica e Reitor Associado de Pesquisa na Academia Militar dos Estados Unidos (USMA) e tem ampla experiência de trabalho em comutadores genéticos naturais e projetados em bactérias e biomarcadores em estudos clínicos humanos. Ele obteve seu PhD em Biofísica e Bioquímica Molecular da Universidade de Yale e completou seu treinamento de pós-doutorado na Universidade Rockefeller no Laboratório de Neuro-oncologia Molecular.
O Dr. Kevin J. O’Donovan é um Professor Associado do Departamento de Química e Ciências da Vida da USMA, com experiência em desenvolvimento neural e regeneração de axônios. Ele obteve seu PhD em Neurociência pela Johns Hopkins University, fez seu pós-doutorado na Rockefeller University e foi professor do Burke Neurological Institute antes de se mudar para a USMA.
O LTC Michael Washington atualmente atua como Professor Assistente no Departamento de Química e Ciências da Vida da USMA. Ele tem um PhD em Emerging Infectious Disease com ênfase em Imunologia pela Uniformed Services University of the Health Sciences.
MAJ Stephen Hummel atualmente é aluno de PhD no Departamento de Biologia do Boston College. Anteriormente, ele serviu no Iraque e no Afeganistão e como oficial de planos CBRN da USAREUR, professor assistente no Departamento de Química e Ciências da Vida da USMA, oficial de operações nucleares em uma equipe de desativação nuclear e, mais recentemente, como vice, iniciativas do comandante Grupo no 20º Comando CBRNE.
COL F. John Burpo atualmente atua como chefe do Departamento de Química e Ciências da Vida da USMA. Como oficial de artilharia, ele serviu em unidades aerotransportadas, blindadas e Stryker com implantações humanitárias, de manutenção da paz e operacionais de combate. Ele também serviu como Vice-Comandante-Transformação do 20º Comando CBRNE. Ele tem um Sc.D. em Bioengenharia pelo Massachusetts Institute of Technology.
As opiniões expressas neste artigo são de responsabilidade dos autores e não refletem necessariamente as opiniões do Centro de Combate ao Terrorismo, da Academia Militar dos Estados Unidos, do Departamento de Defesa ou do Governo dos Estados Unidos.
Notas Substantivas
[a] Propagação de bactérias significa fornecer nutrientes para que as bactérias possam se reproduzir e ser mantidas como uma entidade viável.
[b] O ácido desoxirribonucléico (DNA) é o material genético em todos os organismos vivos, enquanto o RNA pode servir como material genético para alguns vírus.
[c] A tecnologia do DNA recombinante refere-se a técnicas amplamente utilizadas para manipular segmentos de DNA e, no processo, modificar genes e organismos.
[d] As ferramentas de edição de genoma referem-se a vários kits de ferramentas de enzimas amplamente utilizados - por exemplo, TALEN (nuclease efetora semelhante a ativador de transcrição) e CRISPR (agrupados repetições palindrômicas curtas regularmente intercaladas) - para modificar precisamente genomas virais, bacterianos e eucarióticos para alcançar um resultado desejado.
[e] Juan Zarate, que atuou como Conselheiro Adjunto de Segurança Nacional para Combate ao Terrorismo de 2005 a 2009, observou recentemente nesta publicação que “a gravidade e a extrema interrupção de um novo coronavírus provavelmente estimularão a imaginação dos grupos mais criativos e perigosos e indivíduos a reconsiderar os ataques bioterroristas. ” Paul Cruickshank e Don Rassler, "A View from the CT Foxhole: A Virtual Roundtable on COVID-19 and Counterterrorism with Audrey Kurth Cronin, Tenente General (aposentado) Michael Nagata, Magnus Ranstorp, Ali Soufan e Juan Zarate", CTC Sentinel 13 : 6 (2020).
[f] Fundado em 1960, JASON é um grupo de cientistas americanos dedicados a produzir relatórios de valor para o governo federal dos EUA. A relação da organização com o Departamento de Defesa mudou em 2019 quando o Secretário Adjunto de Defesa (Pesquisa e Engenharia) (ASD (R&E)) cortou os laços com ela. “Atualização: o legislador pede ao Pentágono para restaurar o contrato para o famoso grupo consultivo de ciências de Jason”, Science Magazine, 11 de abril de 2019.
[g] Armas biológicas binárias são organismos ou produtos biológicos que não são letais quando separados e só se tornam letais ao misturar os componentes separados.
[h] A estabilidade ambiental se refere à capacidade de um patógeno sobreviver fora de um hospedeiro, onde é exposto à luz ultravioleta, espécies reativas de oxigênio e outros elementos que podem degradar ou destruir o patógeno.
[i] Uma placa de ensaio é uma plataforma base usada em circuitos eletrônicos de design personalizado. Resistores, capacitores e outros componentes de engenharia elétrica são conectados à placa de ensaio para formar um circuito para executar uma função desejada.
[j] De acordo com o governo dos EUA, "As contramedidas médicas, ou MCMs, são produtos regulamentados pela FDA (biológicos, medicamentos, dispositivos) que podem ser usados ​​no caso de uma potencial emergência de saúde pública decorrente de um ataque terrorista com um produto biológico, químico, ou material radiológico / nuclear, ou uma doença emergente de ocorrência natural. ” “O que são contramedidas médicas?” fda.gov, acessado em 27 de agosto de 2020.
[k] O desenvolvimento de ensaio viral e bacteriano refere-se à geração de novos métodos para a detecção e identificação rápida de patógenos virais e bacterianos.
Citações
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2] Jonathan B. Tucker, "Armas biológicas na ex-União Soviética: uma entrevista com o Dr. Kenneth Alibek," Nonproliferation Review (Spring-Summer 1999).
[3] Ibid.
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[20] Howard Wolinsky, "Biologia da cozinha: A ascensão da biologia do-it-yourself democratizes a ciência, mas é perigoso para a saúde pública e o meio ambiente?" EMBO Reports 10: 7 (2009): pp. 683-685.
[21] Kai Kupferschmidt, "How Canadian pesquisadores reconstituíram um poxvírus extinto por US $ 100.000 usando o DNA de pedido por correspondência", Science, 6 de julho de 2017.
[22] J. Brown, "The iGEM Competition: building with biology", IET Synthetic Biology 1: 1 (2007): pp. 3-6; “Equipes iGEM,” igem.org, acessado em 29 de maio de 2019.
[23] Catherine Jefferson, Filippa Lentzos e Claire Marris, "Synthetic Biology and Biosecurity: Challenging the‘ Myths, ’" Frontiers in Public Health 2: 115 (2014).
[24] Ver “1. Requisitos de equipe ”, 2019.igem.org, acessado em 27 de agosto de 2020.
[25] Veja “Práticas Humanas,” igem.org e “Segurança e Segurança em iGEM,” igem.org, acessado em 27 de agosto de 2020.
[26] Ross D. King, Jem Rowland, Stephen G. Oliver, Michael Young, Wayne Aubrey, Emma Byrne, Maria Liakata, et al., "The Automation of Science", Science 324: 5,923 (2009): pp. 85 -89.
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[28] Jonathan E. Venetz, Luca Del Medico, Alexander Wolfle, Philipp Schachle, Yves Butcher, Donat Appert, Flavia Tschan, et al., "Reescrita da síntese química de um genoma bacteriano para alcançar flexibilidade de design e funcionalidade biológica", Proceedings of a National Academy of Sciences 116: 16 (2019): pp. 8,07
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