p Edição do genoma humano, Órgãos de substituição impressos em 3D e fotossíntese artificial - o campo da bioengenharia oferece uma grande promessa para enfrentar os principais desafios que nossa sociedade enfrenta. Mas, como destaca um novo artigo de hoje, esses desenvolvimentos oferecem oportunidades e riscos a curto e longo prazo. p Desenvolvimentos rápidos no campo da biologia sintética e suas ferramentas e métodos associados, incluindo técnicas de edição de genes mais amplamente disponíveis, aumentaram substancialmente nossas capacidades de bioengenharia - a aplicação de princípios e técnicas de engenharia a sistemas biológicos, frequentemente com o objetivo de resolver problemas do 'mundo real'.

p Em relatório publicado na revista open access eLife , uma equipe internacional de especialistas liderada pelo Dr. Bonnie Wintle e Dr. Christian R. Boehm do Centro para o Estudo de Risco Existencial da Universidade de Cambridge, capturar as perspectivas da indústria, inovadores, estudiosos, e a comunidade de segurança no Reino Unido e nos EUA sobre o que consideram as principais questões emergentes no campo.

p O Dr. Wintle diz:"O crescimento da economia de base biológica oferece a promessa de abordar os desafios ambientais e sociais globais, mas como nosso jornal mostra, também pode apresentar novos tipos de desafios e riscos. O setor precisa agir com cautela para garantir que possamos colher os benefícios com segurança e segurança. "

p O relatório pretende ser um resumo e um ponto de partida para os formuladores de políticas em uma variedade de setores para explorar mais as questões que podem ser relevantes para eles.

p Entre as questões destacadas pelo relatório como sendo as mais relevantes para os próximos cinco anos estão:

• Fotossíntese artificial e captura de carbono para a produção de biocombustíveis - Se os obstáculos técnicos puderem ser superados, tais desenvolvimentos podem contribuir para a futura adoção de sistemas de captura de carbono, e fornecer fontes sustentáveis ​​de commodities químicas e combustível.
• Fotossíntese aprimorada para produtividade agrícola - a biologia sintética pode ser a chave para aumentar a produtividade em terras cultivadas atualmente - e, portanto, ajudar a lidar com a segurança alimentar - aumentando a fotossíntese e reduzindo as perdas antes da colheita, além de reduzir o desperdício pós-colheita e pós-consumo.
• Impulsos de genes sintéticos - impulsos de genes promovem a herança de características genéticas preferidas em toda a espécie, por exemplo, para evitar a reprodução de mosquitos transmissores da malária. Contudo, esta tecnologia levanta questões sobre se pode alterar os ecossistemas, potencialmente até mesmo criando nichos onde uma nova espécie transmissora de doenças ou um novo organismo causador de doenças possam se estabelecer.
• Edição do genoma humano - as tecnologias de engenharia do genoma, como CRISPR / Cas9, oferecem a possibilidade de melhorar a longevidade e a saúde humana. Contudo, sua implementação apresenta grandes dilemas éticos. É possível que indivíduos ou estados com os meios financeiros e tecnológicos optem por proporcionar vantagens estratégicas às gerações futuras.
• Pesquisa de agências de defesa em engenharia biológica - As áreas da biologia sintética nas quais algumas agências de defesa investem aumentam o risco de 'uso duplo'. Por exemplo, um programa pretende usar insetos para disseminar vírus de plantas modificadas que conferem características às plantas-alvo das quais se alimentam, com o objetivo de proteger as plantações de potenciais patógenos de plantas - mas essas tecnologias também poderiam ser usadas por terceiros para prejudicar os alvos.

p Nos próximos cinco a dez anos, os autores identificaram áreas de interesse, incluindo:

• Medicina regenerativa:impressão 3D de partes do corpo e engenharia de tecidos - embora esta tecnologia sem dúvida alivie o sofrimento causado por lesões traumáticas e uma miríade de doenças, reverter a decadência associada à idade ainda é repleto de questões éticas, preocupações sociais e econômicas. Os sistemas de saúde ficariam rapidamente sobrecarregados com o custo de reposição de partes do corpo dos cidadãos à medida que envelhecem e podem levar a novas classes socioeconômicas, já que somente aqueles que podem pagar por tais cuidados podem estender seus anos saudáveis.
• Terapias baseadas em microbioma - O microbioma humano está implicado em um grande número de doenças humanas, de Parkinson ao câncer de cólon, bem como condições metabólicas, como obesidade e diabetes tipo 2. As abordagens da biologia sintética podem acelerar muito o desenvolvimento de terapêuticas mais eficazes com base na microbiota. Contudo, existe o risco de que o DNA de micróbios geneticamente modificados se espalhe para outra microbiota no microbioma humano ou para o meio ambiente.
• Intersecção de segurança da informação e bio-automação - Avanços na tecnologia de automação combinados com técnicas de engenharia mais rápidas e confiáveis ​​resultaram no surgimento de 'laboratórios em nuvem' robóticos, onde a informação digital é transformada em DNA e então expressa em alguns organismos-alvo. Isso abre a possibilidade de novos tipos de ameaças à segurança da informação, que pode incluir adulteração de sequências de DNA digital, levando à produção de organismos prejudiciais, e sabotar a produção de vacinas e medicamentos por meio de ataques a bancos de dados ou equipamentos de sequências de DNA essenciais.

p A longo prazo, os problemas identificados incluem:

• Novos fabricantes perturbam os mercados farmacêuticos - laboratórios biológicos comunitários e empresas iniciantes estão personalizando e compartilhando métodos e ferramentas para experimentos biológicos e engenharia. Combinado com modelos de negócios abertos e tecnologias de código aberto, isso pode representar oportunidades para a fabricação de terapias sob medida para doenças regionais que as empresas farmacêuticas multinacionais podem não considerar lucrativas. Mas isso levanta preocupações sobre a potencial interrupção dos mercados de manufatura existentes e cadeias de abastecimento de matérias-primas, bem como temores sobre regulamentação inadequada, controle de qualidade do produto menos rigoroso e uso indevido.
• Tecnologias de plataforma para lidar com pandemias de doenças emergentes - doenças infecciosas emergentes - como os recentes surtos de doenças do vírus Ebola e Zika - e ataques com armas biológicas em potencial exigem escalabilidade, diagnóstico e tratamento flexíveis. Novas tecnologias podem permitir a rápida identificação e desenvolvimento de vacinas candidatas, e sistemas de produção de anticorpos baseados em plantas.
• Mudando os modelos de propriedade em biotecnologia - O aumento das patentes, ferramentas genéricas e a redução de barreiras técnicas para biologia de engenharia tem o potencial de ajudar aqueles em ambientes de poucos recursos, beneficiam do desenvolvimento de uma bioeconomia sustentável com base nas necessidades e prioridades locais, particularmente onde novos avanços são abertos para outros construírem.

p A Dra. Jenny Molloy comenta:"Um tema que surgiu repetidamente foi o da desigualdade de acesso à tecnologia e seus benefícios. A ascensão do código aberto, ferramentas não patenteadas podem permitir o compartilhamento generalizado de conhecimento no campo da engenharia biológica e aumentar o acesso aos benefícios para os países em desenvolvimento. "

p O professor Johnathan Napier da Rothamsted Research acrescenta:"Os desafios incorporados nos Objetivos de Desenvolvimento Sustentável exigirão todos os tipos de ideias e inovações para fornecer resultados significativos. Na agricultura, estamos à beira de novos paradigmas de como e o que crescemos, e onde. Demonstrar a justiça e a utilidade de tais abordagens é crucial para garantir a aceitação pública e também para gerar impacto de uma forma significativa. "

p O Dr. Christian R. Boehm conclui:"À medida que essas tecnologias surgem e se desenvolvem, devemos garantir a confiança e aceitação do público. As pessoas podem estar dispostas a aceitar alguns dos benefícios, como a mudança de propriedade das grandes empresas para uma ciência mais aberta, e a capacidade de resolver problemas que afetam desproporcionalmente o mundo em desenvolvimento, como segurança alimentar e doenças. Mas prosseguir sem as devidas precauções de segurança e o consenso da sociedade - quaisquer que sejam os benefícios para a saúde pública - pode prejudicar o campo por muitos anos. "