Biohacking och framtiden för mänsklig förbättring

Tror du att forskningen är reserverad för forskare? Det antas vanligtvis att du behöver ha en doktorsavhandling och vara ansluten till ett forskningsinstitut för att delta i erkänt vetenskapligt arbete. Gör-det-själv-biologi (DIY Biology eller DIY Bio), även känt som biohacking, utmanar detta begrepp.

Denna globala rörelse sprider giltiga vetenskapliga metoder bland allmänheten. Biohackers föreslår att vem som helst kan göra ett viktigt bidrag till biologins område. Biohacking överbryggar klyftan mellan amatörforskare och professionella biologer.

Det finns nu situationer där dessa två grupper möts i moderna laboratorier som är öppna för allmänheten. Biohackingens aktivitet kan vara en livslång passion, en hobby eller ibland nästa stora affärsidé. Monetär belöning är dock sällan i spetsen; biohackers handlar i allmänhet om innovation och skapar en bioteknisk samhällsrörelse.

Från och med 1988 har DIY Bio utvecklats till ett heltäckande koncept. År 2016 ägde den inledande konferensen om biohackning plats i Oakland - BioHACK THE PLANET (BioHTP). BioHTP signalerade att samhället växer, både lokalt och globalt. Ett antal talare med olika intressen och kompetensområden presenterade vid konferensen. De inkluderade forskare, artister och grundare av olika biohackinglaboratorier.

En av de mer framstående talarna var Stanfords Andrew Drew Endy, Ph.D., biträdande professor i bioengineering, som har blivit ett av de 75 mest inflytelserika människorna i 21^st sekel av Esquire. Han har samarbetat omfattande med biohacking community och är känt för att stödja begreppet öppen vetenskap och tvärvetenskaplig innovation.

Biohackers för innovation i medicin

Lider vissa människor och dör onödigt på grund av överdriven byråkrati och vissa företags och privatpersoners ekonomiska intressen? Denna fråga ställs ofta av biohackers. Medicinsk relaterad forskning blir därför allt viktigare inom DIY Bio-samhället. Tanken att göra sjukvården och medicinen lättare att komma åt är övertygande, och biohackers hoppas kunna göra livräddande droger tillgängliga för alla.

Öppna Insulin är till exempel ett projekt som drivs av ett team biohackers som ser på att utveckla en ny version av insulin som skulle vara mer ekonomiskt och mer tillgängligt. Projektet ökar, och ett bredare samhälle känner igen sina altruistiska motiv.

För närvarande finns inget generiskt insulin tillgängligt, och många patienter, särskilt i mindre utvecklade regioner i världen, går utan. Detta sätter dem i fara för att utveckla diabetesrelaterade komplikationer, såsom blindhet, nerv- och njurskador, hjärt-kärlsjukdomar och till och med dödsfall. Industriella protokoll för insulinproduktion är komplicerat och ofta out-of-date, så Open Insulin-teamet syftar till att utveckla en enklare version som är tillgänglig för alla.

Detta är en flertrinsprocess. Steg 1 kommer att innefatta införande av en optimerad DNA-sekvens i E coli bakterier för att inducera bakterierna att producera insulinprekursorer. Detta kommer att följas genom att verifiera att humant proinsulin har producerats. I de senare stegen kommer den aktiva insulinformen att utvecklas. Projektets deltagare är alla volontärer, och alla medel som tas upp för Open Insulin används enligt uppgift direkt i sina forskningsaktiviteter.

Open Insulin har också blivit godkänd av Josiah Zayner, Ph.D., VD och grundare av The Odin, som är en stor förespråkare för demokratisering inom vetenskap och medicin. Zayners egna biohackingföretag producerar billiga CRISPR (klyvda regelbundna interspaced short palindromic repeats) kit som innehåller ett genredigeringssystem och kan modifiera organismernas DNA. De experiment som de aktiverar kan tillämpas på olika sätt, allt från personlig hälsa för att förbättra ölens bryggningsprocess. För att komma igång, kommer CRISPR-kit kompletta med ett exempelexperiment som lär användaren om några grundläggande molekylärbiologi och gentekniksteknik. Alternativt kan du också välja att köpa Odins kit som gör att du kan konstruera din egen fluorescerande jäst.

Zayner använde sina egna innovationer för att hjälpa till att hantera sina kroniska gastrointestinala problem. Han utförde personligen en mikrobiologisk transplantation i hela kroppen. Microbiome består av trillioner av mikroorganismer och innehåller många bakterier som finns i våra kroppar: på huden, i tarmen, näsan, munnen etc.

Zayner ersatte sin ohälsosamma mikrobiom med en hälsosam version från en givare. Detta inbegrep intag av givarens fekalprover, vilka placerades inuti en steril kapsel. Förfarandet kan parallellt med en fekal transplantation, om än en mer okonventionell version. Zayners strävanden har visat sig vara mycket fördelaktiga för honom. Men hans tekniker kanske inte nödvändigtvis accepteras i en traditionell medicinsk miljö av olika skäl.

Från state-of-the-art forskningsanläggningar till Garage Labs

Ofta arbetar biohackare hemma, från deras vardagsrum eller garage.I stället för att följa institutionella riktlinjer och regler, har de friheten att forska i den riktning de väljer. De arbetar ensamma eller i små grupper, och ibland involverar en professionell vetenskapsman som kan ge vägledning.

Det finns emellertid några nackdelar med biohacking. Wetware-material, till exempel, kan vara svårt att få om du inte har institutionell tillgång. Taq-polymeras är ett sådant material - detta är ett termostabilt DNA-polymeras som behövs för polymeraskedjereaktion (PCR) involverad i DNA-amplifiering.

En stor del av biohackinggemenskapens uppdrag är utbildning. Praktiska kurser gör det möjligt för allmänheten att lära sig av experter, så att de också kan bidra till vetenskapen senare. År 2010 öppnades det första gemenskapens biotekniklaboratorium, kallat Genspace, i Brooklyn, New York. Som med många andra DIY Bio-initiativ startades det av en grupp entusiastiska forskare. Denna gräsrotsrörelse främjar medborgarvetenskap och uppmuntrar sina medlemmar att arbeta med egna projekt och utforska sina idéer. Genspace kurser lärs av experter med doktorsexamen, och medlemskapet är $ 100 per månad, vilket inkluderar 24/7 tillgång till faciliteter, utrustning och volontär personal.

Counter Culture Labs är Oaklands egna biohacking och medborgarvetenskapssamhälle. De erbjuder också sina medlemmar ett fullt utrustat molekylärbiologilaboratorium. De planerar att inkludera ett BioSafety Level 2-lab i framtiden, vilket gör att de kan arbeta med mänskliga celler och isolera nya bakteriella organismer.

Om du vill hitta ditt lokala biohackinglaboratorium finns det flera listor i Nordamerika, liksom vissa platser världen över. DIY Bio möjligheter kan vara närmare än du tror.

Konceptet biohacking är nu även potentiellt överskridande gränserna för traditionella labs. Bärbara, lunchbox-sized laboratorier kan bli tillgängliga. Bento Lab är ett sådant exempel. Detta är ett grundläggande DNA-analyslabb som innehåller alla viktiga verktyg för molekylärbiologi. Det låter dig ta biologiska prover, extrahera DNA och utföra en grundläggande DNA-analys. Den innehåller en termocykler, centrifug och DNA-elektroforesbox, vilket gör den till en färdig laboratoriesats, packad i en praktisk box som liknar en bärbar dator.

Bento Labs grundare Philipp Boeing och Bethan Wolfenden samlade in pengar till labbet genom en Kickstarter-kampanj. När Bento Lab kan leverera sin produkt, kan innovationen vara särskilt lämpad för skolbaserade laboratorier samt biohackingentusiaster.

Är Biohacking Safe?

Vissa kritiker är oroliga för säkerheten hos garage labs och hävdar att bioackackning kan vara farligt, särskilt när man arbetar med levande organismer. Denna typ av aktivitet är inte reglerad, vilket är både dess fördel och nackdel.

Å ena sidan kan biohackers som är otrygga av regeringens förordningar, driva vetenskapens gränser ytterligare. Å andra sidan frukter någon att potentiellt farliga mikrober kan skapas i sina laboratorier. Biohacking verkar emellertid inte ha utvecklats till det land där det är farligt än, och det är högst osannolikt att biologer kan engagera sig i transformativa genetikprojekt. Biohackers själva främjar en form av tillsyn genom öppenhet och peer-review.

Detta kan dock förändras om forskare börjar redigera mänskliga gener och modifiera mänskliga organismer. Fördelarna med och riskerna med sådana förfaranden (till exempel byte av det mänskliga embryot) är mycket komplexa och kräver nära etisk granskning. Detta gäller alla inställningar som kan utföra sådana experiment, inklusive reglerade laboratorier. Många experter motsätter sig allt arbete som kan leda till genetiskt modifierade människor. I september publicerade Nuffield Council on Bioethics - en oberoende organisation som rådde politiker - en etisk recension om genomredigering. I deras rapport varnar de om hur genomredigerande organismer kan hanteras utanför reglerade miljöer och specifikt hänvisar till amatörforskare som nu har tillgång till billiga online-kit.

Många biohacking labs arbetar bara med bakterier som anses vara säkra. Till exempel använder Genspace endast icke-patogena organismer och fungerar inte med mänskliga celler. De samarbetar också med ett externt säkerhetsråd. I linje med detta föreslår vissa experter att samhället borde tillåta biohackingsteknik att utvecklas samtidigt som man övervakar utvecklingen, så att dessa insatser har en bättre chans att leda till positiva resultat när de fortsätter.