Biohacking und die Zukunft der menschlichen Verbesserung

Glauben Sie, dass Forschung nur Wissenschaftlern vorbehalten ist? Es wird allgemein davon ausgegangen, dass Sie einen Doktortitel benötigen. und mit einer Forschungseinrichtung verbunden sein, um anerkannte wissenschaftliche Arbeit zu leisten. Do-it-yourself-Biologie (DIY Biology oder DIY Bio), auch Biohacking genannt, stellt diese Vorstellung in Frage.

Diese globale Bewegung verbreitet gültige wissenschaftliche Methoden unter den Laien. Biohacker schlagen vor, dass jeder einen wesentlichen Beitrag zur Biologie leisten kann. Biohacking schließt die Lücke zwischen Amateurwissenschaftlern und professionellen Biologen.

Es gibt jetzt Situationen, in denen sich diese beiden Gruppen in modernen, der Öffentlichkeit zugänglichen Labors treffen. Die Tätigkeit des Biohacks kann eine lebenslange Leidenschaft, ein Hobby oder manchmal auch die nächste große Geschäftsidee sein. Die monetäre Belohnung steht jedoch selten im Vordergrund; Bei Biohackern geht es im Allgemeinen um Innovation und die Schaffung einer biotechnologischen Gemeinschaftsbewegung.

DIY Bio hat sich seit 1988 zu einem vollwertigen Konzept entwickelt. 2016 fand in Oakland die Eröffnungskonferenz zum Thema Biohacking statt - BioHACK THE PLANET (BioHTP). BioHTP signalisierte, dass die Community sowohl lokal als auch global wächst. Auf der Konferenz wurden eine Reihe von Referenten mit unterschiedlichen Interessen und Fachgebieten vorgestellt. Dazu gehörten Wissenschaftler, Künstler und Gründer verschiedener Biohacking-Labore.

Einer der prominentesten Redner war Stanfords Andrew Drew Endy, Dozent, Assistenzprofessor für Bioengineering, der zu den 75 einflussreichsten Personen der 21 ernannt wurde^st Jahrhunderts von Esquire. Er hat intensiv mit der Biohacking-Community zusammengearbeitet und ist bekannt dafür, das Konzept der offenen Wissenschaft und der interdisziplinären Innovation zu unterstützen.

Biohacker für Innovationen in der Medizin

Leiden und sterben manche Menschen unnötig aufgrund übermäßiger Bürokratie und der finanziellen Interessen bestimmter Unternehmen und Einzelpersonen? Diese Frage wird oft von Biohackern gestellt. Medizinisch relevante Forschung wird daher innerhalb der DIY-Bio-Community immer wichtiger. Die Idee, medizinische Versorgung und Medikamente leichter zugänglich zu machen, ist zwingend, und Biohacker hoffen, lebensrettende Medikamente für alle verfügbar zu machen.

Open Insulin zum Beispiel ist ein Projekt, das von einem Team von Biohackern durchgeführt wird, die an der Entwicklung einer neuen Insulinversion arbeiten, die wirtschaftlicher und breiter verfügbar wäre. Das Projekt gewinnt an Fahrt und eine breitere Gemeinschaft erkennt ihre altruistischen Motive an.

Gegenwärtig gibt es kein generisches Insulin, und viele Patienten, insbesondere in weniger entwickelten Regionen der Welt, verzichten darauf. Dadurch besteht die Gefahr, dass Sie Komplikationen im Zusammenhang mit Diabetes entwickeln, wie Blindheit, Nerven- und Nierenschäden, Herz-Kreislauf-Probleme und sogar den Tod. Industrieprotokolle für die Insulinproduktion sind komplex und oft veraltet. Das Open Insulin-Team möchte daher eine einfachere Version entwickeln, die für jedermann frei verfügbar ist.

Dies ist ein mehrstufiger Prozess. Stufe 1 umfasst die Insertion einer optimierten DNA-Sequenz in E coli Bakterien, um die Bakterien zur Produktion von Insulinvorläufern zu veranlassen. Anschließend wird überprüft, ob menschliches Proinsulin produziert wurde. In späteren Stadien wird die aktive Insulinform entwickelt. Die Projektteilnehmer sind alle Freiwillige, und alle für Open Insulin gesammelten Gelder werden angeblich direkt für ihre Forschungsaktivitäten verwendet.

Open Insulin wurde auch von Dr. Josiah Zayner, CEO und Gründer von The Odin, befürwortet, der ein großer Befürworter der Demokratisierung in Wissenschaft und Medizin ist. Zayners eigenes Biohacking-Unternehmen stellt preiswerte CRISPR-Kits (Cluster mit kurzen, palindromen Wiederholungen mit Zwischenräumen) her, die ein Gen-Editing-System enthalten und die DNA von Organismen modifizieren können. Die Experimente, die sie ermöglichen, können auf verschiedene Weise angewendet werden, von der persönlichen Gesundheit bis zur Verbesserung des Brauprozesses von Bier. Um Ihnen den Einstieg zu erleichtern, enthalten die CRISPR-Kits ein Beispielexperiment, in dem der Benutzer einige grundlegende molekularbiologische und gentechnische Techniken kennenlernen wird. Alternativ können Sie auch das Odin-Kit kaufen, mit dem Sie Ihre eigene fluoreszierende Hefe herstellen können.

Zayner nutzte seine eigenen Innovationen, um seine chronischen Magen-Darm-Probleme zu bewältigen. Er persönlich führte eine Ganzkörper-Mikrobiom-Transplantation durch. Microbiome besteht aus Billionen von Mikroorganismen und enthält eine Vielzahl von Bakterien, die in unserem gesamten Körper vorkommen: auf der Haut, im Darm, in der Nase, im Mund usw.

Zayner ersetzte sein ungesundes Mikrobiom durch eine gesunde Version eines Spenders. Dies beinhaltete die Einnahme der Stuhlproben des Spenders, die in einer sterilen Kapsel untergebracht waren. Das Verfahren könnte parallel zu einer Transplantation von Fäkalien sein, wenn auch einer eher unkonventionellen Variante. Zayners Bemühungen haben sich als sehr vorteilhaft für ihn erwiesen. Allerdings können seine Techniken aus verschiedenen Gründen nicht unbedingt in einem traditionellen medizinischen Umfeld akzeptiert werden.

Von hochmodernen Forschungseinrichtungen zu Garagenlaboren

Biohacker arbeiten oft zu Hause, von ihren Wohnzimmern oder Garagen aus.Anstatt institutionellen Richtlinien und Vorschriften zu folgen, haben sie die Freiheit, in die Richtung zu forschen, die sie wählen. Sie arbeiten alleine oder in kleinen Gruppen und beziehen manchmal einen professionellen Wissenschaftler ein, der Anleitung geben kann.

Biobacking hat jedoch einige Nachteile. Beispielsweise ist es schwierig, Wetware-Materialien zu erhalten, wenn Sie keinen institutionellen Zugriff haben. Taq-Polymerase ist ein solches Material - dies ist eine thermostabile DNA-Polymerase, die für die Polymerase-Kettenreaktion (PCR) benötigt wird, die an der DNA-Amplifikation beteiligt ist.

Ein großer Teil der Mission der Biohacking-Community ist die Bildung. Praktische Kurse ermöglichen es den Bürgern, von Experten zu lernen, damit auch sie später einen Beitrag zur Wissenschaft leisten können. Im Jahr 2010 wurde in Brooklyn, New York, das erste Community-Biotechnologielaboratorium namens Genspace eröffnet. Wie bei vielen anderen DIY-Bio-Initiativen wurde es von einer Gruppe begeisterter Wissenschaftler initiiert. Diese Basisbewegung fördert die Bürgerwissenschaft und ermutigt ihre Mitglieder, an ihren eigenen Projekten zu arbeiten und ihre Ideen zu erkunden. Genspace-Kurse werden von Experten mit Doktorgrad unterrichtet. Die Mitgliedschaft beträgt 100 US-Dollar pro Monat. Dies beinhaltet einen 24/7-Zugang zu Einrichtungen, Ausrüstung und freiwilligen Mitarbeitern.

Counter Culture Labs sind die Biohacking- und Citizen-Science-Community von Oakland. Auch sie bieten ihren Mitgliedern ein voll ausgestattetes molekularbiologisches Labor. Sie planen, in Zukunft ein BioSafety Level 2-Labor einzubauen, mit dem sie an menschlichen Zellen arbeiten und neue Bakterienorganismen isolieren können.

Wenn Sie Ihr lokales Biohacking-Labor finden möchten, gibt es mehrere Standorte in Nordamerika sowie einige Standorte weltweit. DIY Bio-Möglichkeiten sind möglicherweise näher als Sie denken.

Das Konzept des Biohacking überschreitet jetzt sogar potenziell die Grenzen traditioneller Labore. Möglicherweise werden tragbare Labore in Lunchbox-Größe verfügbar. Bento Lab ist ein solches Beispiel. Dies ist ein grundlegendes DNA-Analyselabor, das alle wichtigen Werkzeuge für die Molekularbiologie umfasst. Sie können biologische Proben entnehmen, DNA extrahieren und eine grundlegende DNA-Analyse durchführen. Es enthält einen Thermocycler, eine Zentrifuge und eine DNA-Elektrophoresebox, die es zu einem gebrauchsfertigen Laborkit macht, das in einer praktischen Box verpackt ist, die einem Laptop ähnelt.

Die Mitbegründer des Bento Lab, Philipp Boeing und Bethan Wolfenden, sammelten im Rahmen einer Kickstarter-Kampagne Geld für das Labor. Wenn Bento Lab in der Lage ist, sein Produkt zu liefern, ist die Innovation möglicherweise besonders für schulbasierte Labore sowie für Biobacking-Enthusiasten geeignet.

Ist Biohacking sicher?

Einige Kritiker sind besorgt über die Sicherheit von Garagenlaboren und argumentieren, dass Biohacking möglicherweise gefährlich sein könnte, insbesondere wenn mit lebenden Organismen gearbeitet wird. Diese Art der Tätigkeit ist nicht reguliert, was sowohl Vor- als auch Nachteil ist.

Einerseits können Biohacker, die nicht durch staatliche Vorschriften gebunden sind, die Grenzen der Wissenschaft weiter ausdehnen. Andererseits befürchten manche, dass möglicherweise gefährliche Mikroben in ihren Laboren entstehen könnten. Biohacking scheint sich jedoch noch nicht zu einem Staat entwickelt zu haben, in dem es noch gefährlich ist, und es ist höchst unwahrscheinlich, dass Do-it-yourself-Biologen an transformativen Genetikprojekten beteiligt sind. Biohacker selbst fördern eine Form der Überwachung durch Transparenz und Peer-Review.

Dies könnte sich jedoch ändern, wenn Wissenschaftler damit beginnen, menschliche Gene zu bearbeiten und menschliche Organismen zu verändern. Der Nutzen und die Risiken solcher Verfahren (z. B. das Wechseln des menschlichen Embryos) sind sehr komplex und erfordern eine strenge ethische Prüfung. Dies gilt für alle Einstellungen, die solche Experimente durchführen könnten, einschließlich regulierter Labore. Viele Experten lehnen jede Arbeit ab, die zu gentechnisch veränderten Menschen führen könnte. Im September veröffentlichte der Nuffield Council on Bioethics - eine unabhängige Organisation, die politische Entscheidungsträger beriet - eine ethische Überprüfung der Bearbeitung von Genomen. In ihrem Bericht warnen sie vor der Art und Weise, wie Organismen zum Bearbeiten von Genomen außerhalb regulierter Umgebungen gehandhabt werden könnten, und verweisen insbesondere auf Amateurwissenschaftler, die jetzt Zugang zu preiswerten Online-Kits haben.

Viele Biohacking-Labore arbeiten nur mit Bakterien, die als sicher gelten. Beispielsweise verwendet Genspace nur nicht pathogene Organismen und arbeitet nicht mit menschlichen Zellen. Sie arbeiten auch mit einem externen Sicherheitsbeirat zusammen. Dementsprechend schlagen einige Experten vor, dass die Gesellschaft die Entwicklung von Biohacking-Technologien zulassen sollte, während sie ihre Entwicklungen beobachtet, so dass diese Bemühungen eine bessere Chance haben, im weiteren Verlauf zu positiven Ergebnissen zu führen.