استفاده‌های نظامی از بیوتکنولوژی و مهندسی ژنتیک

در تحولات نظامی قرن گذشته كه ریشه در فناوری داشتند، شاخه­های مختلف علمی از جمله شیمی و فیزیك نوین عامل اصلی بوده­اند. روندهای كنونی حاكی از آن است كه تحول بعدی، ریشه در علم بیولوژی خواهد داشت.
انقلاب بیوتكنولوژی تكامل سلاح­های بیولوژیك را تسهیل نموده و سومین موج بزرگ فناوری در تاریخ توسعه جنگ­افزارهای شیمیایی و بیولوژیك خواهد بود. در سرشت بیوتكنولوژی امكان استفادهٔ دوگانه نظامی و غیرنظامی نهفته است. به تعبیر دیگر، بیوتكنولوژی تیغ دولبه­ای است كه هم می­تواند مفید و هم مضر باشد. در این مقاله روندهای مؤثر بر جنگ­های بیولوژیك آینده تصویر شده و سپس نتایج محتمل این روندها معرفی شده­اند.
باید خاطر نشان ساخت كه مباحث مطرح شده در این مقاله به هیچ وجه سعی در بزرگنمایی خطرات احتمالی تكنولوژی زیستی ندارد چرا كه چنین احتمالی در مورد هر تكنولوژی دیگر نیز وجود دارد؛ چه آنها كه امروزه كاربرد گسترده­ای در جوامع یافته­اند (مثل IT و مخابرات) و چه آنهایی كه در آینده مجال بروز خواهند یافت. این مقاله می­تواند توانمندی­های بالقوه بیوتكنولوژی در پیشبرد قابلیت­های دفاعی نوین را نیز نشان دهد؛ به­طوریكه متولیان دفاعی كشور، به پتانسیل­های بالقوهٔ این فناوری در جهت اهداف دفاعی (همچون واكسن­ها و آنتی­بیوتیك­ها) توجه خاصی مبذول نمایند:
● مقدمه
در جهان امروز، اهمیت روز­افزون دانش زیست­شناسی به­عنوان یك علم زیربنایی بر هیچكس پوشیده نیست. در اثر مطالعات عمیق و بررسی­های فراوان، مرزهای زیست­شناسی و یافته­های مربوط به شناخت طبیعت، به­گونه­ای دور از تصور گسترش یافته است. حجم اطلاعات حاصله و رشد روز­افزون آن نیز قابل مقایسه با هیچ دورانی نیست.
امروزه بیوتكنولوژی به­عنوان شاخه­ای از كاربردهای زیست­شناسی، نسبت به هر زمان دیگر پیشرفت نموده و به دلیل كاربردهایی كه در سلامت، بهداشت و اقتصاد دارد، اهمیت و ارزش روز­افزونی یافته است. این پیشرفت­های مهم در بیوتكنولوژی عمدتاً ناشی از پیشرفت در ابزارسازی و كاربرد آنها در توسعهٔ مرزهای زیست­شناسی است. شگرفترین پیشرفت­های این دانش و فن در عرصه­های اكولوژی، ژنتیك، میكروب­شناسی، زیست­شناسی مولكولی، زیست­شیمی، تكنولوژی­های كشت سلولی و مهندسی فرآیند حاصل شده است. ظهور علوم جدید ژنومیكس، پروتیومیكس و بیوانفورماتیك نیز در نتیجه­ این پیشرفت­ها بوده است.
علیرغم این پیشرفت­ها، اشتباه بزرگی خواهد بود اگر بیوتكنولوژی را صرفاً یك انقلاب علمی بدانیم؛ چرا كه "زایش صنعت" نیز به­عنوان بعد دیگر این فناوری نوین، از درجه اهمیت و اعتبار برخوردار است. اگر به این مساله توجه داشته باشیم كه در سرشت این تكنولوژی امكان استفادهٔ دوگانه نظامی و غیرنظامی نهفته است، می­توانیم اطمینان حاصل كنیم كه عوامل بیولوژیكی و محصولات جدیدی كه از پیشرفت در جهات غیرنظامی حاصل می­شوند، می­توانند دستكاری شده و در جهت اهداف نظامی بكار روند.
البته اگر بخواهیم به جنگ بیولوژیك و تاثیر بالقوهٔ تكنولوژی­های جدید بر آن بیاندیشیم، باید به خاطر داشته باشیم كه آنچه موردبحث ماست، یك نوع ویژهٔ سلاح و چگونگی تغییر آن نیست. ما دربارهٔ انواع مختلفی از سلاح‌های بالقوه، روش­های متفاوت و فراوان استفاده از آنها و روش­های متفاوتی كه برای تغییر آنها می­توان به كار برد، بحث می­كنیم. این بدین معناست كه در آینده، جنگ بیولوژیك می­تواند روندهای متفاوتی را طی كند.
● روندهای تاثیرگذار بر جنگ بیولوژیك آینده
در گزارش "افزایش سلاح، تهدید و پاسخ"، كه وزارت دفاع آمریكا در سال ۱۹۹۷ منتشر نمود، به برخی از این روندها اشاره شده است. این روندها می­توانند در پیشرفته­تر شدن سلاح­های بیولوژیكی آینده موثر باشند و عبارتند از:
▪ كاربرد ناقلینی كه در اثر دست­ورزی‌های ژنتیكی به شكل "ارگانیسم عفونت­زا" تغییر یافته و می­توانند به شكل فزاینده­ای در زمینهٔ پزشكی به­عنوان ابزار به كارگرفته شوند.
▪ درك مكانیزم بیماری­های عفونی و ژنتیك میكروب­ها كه به روند بیماری­ها شكل می­دهند.
▪ افزایش دانش بشر در مورد عملكرد سیستم ایمنی
▪ تولید واكسن­ها و پادتن­های پیشرفته
سایر دانشمندان هم كه تحلیل­های قابل بحثی دربارهٔ احتمالات ممكن ارائه داده­اند، طیفی از موضوعات را مطرح ساخته­اند. برخی از این گزارش­­­ها بیانگر نگرانی­های اساسی در آینده هستند كه می­توانند ثمرهٔ برنامه­های تحقیقاتی موجود باشند.
خصوصاً این گزارش­ها احتمال وجود ویروس­های مخفی كه می­توانند به طور سری وارد ژنوم یك جمعیت شده و بعدها توسط یك علامت فعال گردند را منتفی ندانسته­اند. مثال دیگر آنها "مرگ برنامه­ریزی شده سلول" است. این توانایی كه بتوان ژنومی را وارد ذخیرهٔ ژنی جمعیت مشخصی نموده و به دلخواه خود به آن حمله نمود، یا این‌كه یك عامل بیماری­زای كاملاً جدید به­وجود آورد، نشانگر تغییر توانمندی­هاست.
اخیراً گروهی از دانشمندان در یك كارگاه آموزشی مطالعات پیشرفتهٔ ناتو، برخی دیگر از این مخاطرات را مورد توجه قرار داده­اند. این نگرانی­ها عبارتند از: عواقب پیشرفت در تكنولوژی كنترل بیولوژیكی آفات و بیماری‌ها در كشاورزی و تكنولوژی تلقیح گیاهان، سوء استفاده احتمالی از بانك­های اطلاعاتی بزرگ كه دربرگیرنده اطلاعات ژنتیكی جمعیت­های خاصی هستند، تاثیر تكنولوژی ژنومی در فهم ما از گیرنده­های بیولوژیكی و مولكول­های مشابه آنها كه كار انتقال پیام­های بیولوژیك را برعهده دارند و استعداد فزایندهٔ دستكاری سیستم ایمنی بدن.
یكی از حوادث اخیر كه تعجب همگانی را نیز برانگیخت، كشف مكانیزمی به نام RNAi است كه به كمك آن می­توان هر ژنی را در یك موجود زنده از كار انداخت. اطلاعات كامل این مكانیزم، در آیندهٔ نزدیكی روشن خواهد شد. چنین مثال­هایی بیانگر وجود خطرات بالقوه­ای است كه ممكن است در آینده به یك تهدید نظامی تبدیل شود.
تلاش‌های متعددی كه در زمینهٔ تكنولوژی ژنومی در آزمایشگاه­های سرتاسر دنیا به انجام رسیده، نوید‌بخش تكمیل توالی ژنومی بیش از ۷۰ باكتری، قارچ و انگل بیماری­زای اصلی طی یكی دو سال آینده خواهد بود. این اطلاعات را می­توان در سایت )http://www.tigr.org/tdb TIGR (جستجو كرد.
این سایت، اطلاعاتی راجع به توالی DNA حدود ۲۵۰ هزار توالی رمز شونده را ارائه می­دهد. این اطلاعات، كمك شایان توجهی به تحقیق در زمینهٔ بیماری­های عفونی و تكنولوژی" ژنومیك مقایسه­ای" به­حساب آمده و برای طراحی تركیبات ضدمیكروبی و تشخیصی جدید و واكسن­ها مورد استفاده قرار گرفته است و لذا می­تواند خوشایند نیز باشد؛ چرا كه امروزه بیماری­های عفونی و انگلی دومین دلیل مرگ­ومیر در سراسر جهان هستند.
ولی در كنار آنها، پیدایش مداوم عوامل بیماری­زای انسانی كه به آنتی‌بیوتیك‌ها مقاومند، می­تواند به این معنا باشد كه روزی فرا می­رسد كه دیگر تركیبات ضد میكروبی موجود فاقد اثر باشند. اگر در آن زمان، داده­های مربوط به توالی پروتئین­ها و DNA­های عوامل بیماری­زای طبیعی در دسترس بوده و با پیشرفت­های به­عمل آمده در تكنولوژی انتقال ژن و تولید موجودات تراریخته همراه شود، می­تواند سبب پیشرفت سلاح­هایی شود كه از راه مهندسی بیولوژیك ساخته می­شوند.
بانك­های اطلاعاتی كه تاكنون سازماندهی شده­اند، شامل فهرست­هایی هستند كه در آنها به موارد زیر اشاره شده است:
۱) ژن­هایی كه توان بیماری­زایی داشته یا بر شدت آن موثرند.
۲) ژن­هایی كه سبب می­شوند میكروارگانیسم بتواند به سلول میزبان چسبیده و شروع به مشابه­سازی كند.
۳) ژن­هایی كه میكروارگانیسم را از دسترس سیستم ایمنی دورنگه می­دارند. و نهایتاً
۴) ژن­هایی كه سبب مقاومت در برابر آنتی­بیوتیك­ها می­شوند.
با توجه به چنین اطلاعاتی می­توان ژن­های دلخواه را برگزید و مؤثر­ترین تركیب آنها را ساخت. همانطور كه گفتیم، بانك اطلاعاتی توالی ژنها در شبكهٔ اینترنت به صورت آزاد قابل دسترسی است. این بدان معنی است كه پخش اطلاعات ضروری برای توسعهٔ نسل چهارم تسلیحات بیولوژیك هم گسترده است و هم بی­قانون. چگونه قانون انجام خواهد شد و چه كسی آنرا انجام خواهد داد، معلوم نیست.
بسیاری از اطلاعات از قبل در گستره­های عمومی در دسترس بوده و محدود نمودن آن در آینده غیرممكن خواهد بود. طی سال­های اخیر در زمینهٔ كاربرد تكنولوژی ژنومی با استفاده از توالی­های DNA و تجزیه و تحلیل پروتئومیكس، شاهد اقداماتی در جهت شناخت ژن‌های دخیل در عفونت­زایی و تشدید بیماری­زایی و یا مقاومت در برابر آنتی­بیوتیك­ها در ژنوم هر عامل بیماری­زا بوده­ایم. شاید این كار، سوء استفاده از داده­های ژنومی را شدت بخشد؛ چرا كه مرتبط­ترین ژن­ها با بیماری­زایی را در مجموعهٔ ژن­های عامل بیماری­زا مشخص می­نماید.علاوه بر آن، شركت­هایی چون ماكسی­ژن در حال توسعهٔ تكنولوژی­هایی هستند كه به كمك آنها می­توان تكامل جهت­داده­شدهٔ مولكول­ها را امكان­پذیر ساخت. بدین معنی كه به كمك این تكنولوژی­ها، ژن­ها به قطعات كوچك‌تر شكسته شده و سپس هنگامی كه مجدداً در كنار یكدیگر قرار می­گیرند، سبب تولید "ژن­های دختری" می‌شوند كه ویژگی­های تازه­ای دارند.
تخمین زده می­شود كه این روند، می­تواند آنچه را كه با تكنولوژی­های كلاسیك نوتركیبی انجام می­شود، حدود ۲۰ مرتبه تسریع نماید. هر چند ماكسی­ژن از این روش برای تشدید ویژگی­های پروتئین­های مورد­نظر صنایع بیوتكنولوژیكی استفاده نموده، ولی این روش می­تواند تبعاتی در جنگ‌های بیولوژیك نیز داشته باشد.
● آیندهٔ سلاح­های بیولوژیك
روندهای فوق، از لحاظ نظامی حداقل می­تواند به یكی از نتایج زیر منجر شود:
۱) ظهور عوامل جدید:
تكنیك­های موردنیاز برای مهندسی ژنتیك باكتری­ها و سلول­های حیوانی و نیز تغییر پروتئین­ها، در سطح گسترده­ای قابل دسترسی است. گرچه در كشورهای در حال توسعه، توانمندی­های مهندسی ژنتیك پیشرفته كمیاب است، ولی كیت­هایی كه به كمك آنها می­توان ژن­ها را به طرز دلخواه جدا و به روش جدیدی در كنار هم قرار داد، به سادگی قابل تهیه هستند. این كیت­ها ملزومات ضروری برای چنین اعمالی را دارا بوده و دانش فنی لازم برای بكارگیری آنها در متون علمی، آشكارا منتشر می­شود.
به­گمان برخی از تحلیل‌گران، روش‌های برش و اتصال ژن می­توانند در جهت ارتقاء نسل دوم سلاح­های بیولوژیكی كه كاربردهای نظامی بیشتری هم خواهند داشت، بكار روند. این امر در صورتی میسر است كه رفتار این سلاح­ها در محیط، بیشتر قابل پیش­بینی باشد. علاوه بر آن، ژن­های مولد سموم یا عوامل موثر در شدت بیماری­زایی را می­توان از یك گونه به گونهٔ دیگر منتقل ساخت. در نتیجه امكان تغییر ارگانیسم­هایی كه به­طور طبیعی بی­ضرر و غیربیماری­زا هستند به انواع مضر، وجود خواهد داشت، به­گونه­ای كه دشمن برای تاثیرات ناشی از آنها درمانی در اختیار نداشته باشد.
۲) بهبود عوامل میكروبی موجود:
ممكن است تغییر ژنتیكی در عوامل سمی و بیولوژیكی ویژه جنگ، سبب غلبه بر موانع ویژه­ای شود كه معمولاً باعث می­شوند كاربرد نظامی آنها محدود باشد. خصوصاً مهندسی ژنتیك و دانش بیوتكنولوژی مدرن می­تواند سبب تسهیل تولید و بهبود روش­های نگهداری و پرتاب این سلاح­ها شوند. همچنین این علوم می­توانند توان كنترل عوامل بیماری­زای فعلی را افزایش دهند. با این حال، هنوز معلوم نیست كه این تغییرات بتوانند كاربردهای نظامی سلاح­های بیولوژیك را به طرز چشمگیری متحول سازند.
۳) كاهش دورهٔ نهفتگی:
با تغییر عوامل جنگ بیولوژیك و افزایش سرعت بیماری­زایی آنها، می­توان كاربرد نظامی این عوامل را در میدان نبرد افزایش داد. اما رسیدن به این هدف در آیندهٔ نزدیك میسر نخواهد بود.
۴) افزایش پایداری عوامل در محیط:
شاید مهندسی ژنتیك بتواند توان میكروارگانیسم­ها و سموم را در مقابله با برخی فشارهای ناشی از ذخیره­سازی و پخش شدن در محیط افزایش دهد. این كار به روش­هایی چون وارد كردن مجموعه­ای از ژن­های مقاوم در برابر درجهٔ حرارت، تابش اشعهٔ مافوق بنفش و خشكی امكانپذیر است. همچنین تبدیل شدن این عوامل به ذرات معلق در هوا، توام با شكستگی­هایی است كه می­توان ژن مقاوم در مقابل این شكستگی­ها را نیز به ارگانیسم وارد كرد. به هر حال، این ویژگی­ها از نظر ژنتیكی پیچیده هستند و به خوبی درك نشده­اند.
۵) افزایش شدت بیماری‌زایی:
ارتقاء روش­هایی كه ژنهای مولد سم را به میزان بسیار بیشتری نمایان می‌سازند، باعث شده تا سویه­هایی از باكتری­های نوتركیب بدست آیند كه قادرند به میزان ده تا صد برابر حد طبیعی، سم تولید كنند.
۶) افزایش مقاومت در برابر آنتی­بیوتیك:
وارد كردن ژن­های مقاوم به آنتی­بیوتیك به پیكر عواملی كه به­طور طبیعی بیماری­زا هستند، می­تواند این عوامل را به یك یا چند داروی پیشگیرنده و یا درمانگر مقاوم نموده و سبب بی­اثر­سازی این وسایل دفاعی شود. ضمن آنكه طرف حمله­كننده می­تواند سربازانش را در برابر این عامل تغییریافته ایمن ساخته و بدون نیاز به آنتی­بیوتیك از آنها محافظت كند.
۷) تولید واكسن­های خاص:
تكنیك­های DNA نوتركیب تولید واكسن­های ویژه­ای متناسب با عوامل جدید را ساده­تر و مطمئن­تر می­سازند و سبب می­شوند طرف حمله‌كننده، ضمن آنكه سپاهیانش را محافظت می­كند، طرف مقابل را از واكسن محروم سازد. در گذشته یك مانع اساسی در راه دستیابی به توان تهاجمی در جنگ بیولوژیك مشكل تولید واكسن­هایی بود كه به نحو موثری حفاظت‌بخش باشند. با وجود این، واكسن­های نوتركیب همیشه موثر واقع نمی­شوند. چرا كه این واكسن­ها فقط یك یا تعداد كمی از آنتی­ژن­ها را به سیستم ایمنی وارد می‌كنند. حال آنكه مقابله با عامل بیماری­زای واقعی، مستلزم مجموعهٔ كاملی از این آنتی­ژنهاست.
۸) افزایش توان كنترلی:
ممكن است از طریق مهندسی ژنتیك، عوامل بكارگرفته شده برای ساخت سلاح‌های بیولوژیك بیشتر تحت كنترل درآیند. این كار از طریق دستكاری ژن­ها صورت می­گیرد و از این طریق، بقای یك جمعیت باكتریایی هنگام آزادشدن در محیط، برنامه­ریزی می­شود.
به­­عنوان مثال، می­توان یك میكروارگانیسم را از نظر ژنتیكی طوری طراحی كرد كه فقط در یك شرایط محیطی ویژه بقا یابد. همچنین می­توان توالی­های تنظیم­گری به نام "ژن­های خودكشی مشروط" را طراحی نمود. این توالی­ها سبب می­شوند میكروارگانیسم پس از آنكه به­حد مشخصی تكثیر یافت، نابود شود. با وارد كردن چنین ژن­هایی به داخل پیكرهٔ عامل بیماری­زا، می­توان عواملی برای سلاح­های بیولوژیك خلق نمود كه برای مدت زمان معینی، سبب تولید بیماری می­شوند و سپس خودبخود می­میرند.
۹) كاهش حساسیت عوامل نسبت به دفاع ایمونولوژیكی:
از طریق انتقال ژن می­توان آنتی­ژن­هایی كه در سطح خارجی ویروس بیماری­زا یا سم قرار دارند را به گونه­ای تغییرداد كه ویروس یا سم مذكور به دفاع ایمونولوژیكی میزبان (كه از قبل وجود دارد)، یا واكسن­های استاندارد و یا ضد سم­ها حساس نباشد (چون در ساختمان اغلب سموم بخش­هایی كه خواص آنتی­ژنیكی دارند، به جای آنكه نزدیك بخش­های مسئول خواص سمی باشند در قسمت چارچوب مولكول واقع شده­اند و لذا می­توان خواص ایمونولوژیكی یك سم را تغییر داد، بی‌آنكه بر فعالیت بیولوژیكی آن تاثیر نامطلوبی داشته باشد.)
۱۰) كاهش توان دفاعی بدن در مقابل عوامل بیماری‌زا:
تصور این مساله مشكل نیست كه با افزایش دانایی بشر در مورد سیستم ایمنی بدن و توان بیشتری كه در طراحی مجدد پروتئین­ها حاصل می­شود، امكان دستیابی به یك سلاح بسیار ویژه كه بتواند به روش­های مختلف سیستم ایمنی بدن را مورد حمله قرار دهد، افزایش یابد. به‌عنوان مثال، به­جای آنكه یك جمعیت خاص عمداً با یك عامل عفونت­زا آلوده شده و به یك بیماری خاص مبتلا شوند، یك مهاجم بیولوژیكی می­تواند با استفاده از یك سم، سیستم ایمنی را از كار بیاندازد. در پی آن، بنا به قانون طبیعت، انواع عفونت­های فرصت­طلب از راه خواهند رسید.
از طرف دیگر ممكن است یك عامل سمی تازه، بتواند سیستم ایمنی بدن را طوری برآشوبد كه خود سیستم به عامل بیماری‌زا بدل شده و بد عمل كردن آن سبب ناتوانی و یا مرگ شود. این ترفندها خیال­پردازانه به­نظر می­رسند، ولی بهتر است به یاد داشته باشیم كه "آنتروتوكسینB استافیلكوكال" بخشی از قدرت خود را در ناتوان ساختن فرد، مدیون تاثیر اختصاصی بر سیستم ایمنی است (گر چه این نكته در زمانی كه این سم توسط ایالات متحده به­صورت سلاح درآمد، روشن نشده بود.) علاوه بر سیستم ایمنی، سایر سیستم­های فیزیولوژیكی هم می­توانند اهداف مناسبی برای این­گونه حملات اختصاصی باشند.
۱۱) سموم بیولوژیك:
مورد دیگری كه بدان باید اشاره نمود، سموم است. اسلحه­های سمی جدید، می­توانند پروتئین­هایی باشند كه به­طور طبیعی در تنظیم سیستم ایمنی دخیل بوده و از طریق مطالعات ژنومی شناخته شده­اند. چنانچه غلظت این پروتئین‌ها بیش از حد طبیعی باشد، یا در بافتی حضور یابند كه به­طور طبیعی در آنجا وجود ندارند، تاثیر سمی از خود نشان می­دهند. همچنین پروتئین­هایی كه در یك مرحلهٔ خاص از تكوین بافت، نقش تنظیم‌كننده دارند، ولی در بافت بالغ به­طور طبیعی یافت نمی­شوند، در صورت حضور در بافت بالغ سم محسوب می­شوند. چنین سمومی را می­توان به كمك مهندسی ژنتیك ساخت.
پیشرفت در زمینهٔ سموم پروتئینی جدید، تنها كاربرد بیوانفورماتیك در بسط سلاح­های بیولوژیكی نیست. وقتی ژن­های مربوط به هر دسته از پروتئین­ها در توالی ژنوم شناخته می­شوند (مثلاً ژن­های مربوط به كانال­های یونی، گیرنده­های سطحی و غیره) و ساختار سه­بعدی آنها پیش­بینی می­شود، درك ما از روش­های بیولوژیكی كه اعمال سلول به كمك آنها و به واسطهٔ علائم خارج از سلول تنظیم می­شود، به شكل معتنابهی افزایش می­یابد. این مساله امكان طراحی مولكول­های كوچك را فراهم می­سازد.
این مولكول­ها می­توانند به گیرنده­های سطحی سلول متصل شده و به گونه­ای كه برای ما قابل پیش­بینی است، عملكرد این گیرنده­ها را عوض نمایند. این سلاح­های شیمیایی "طراح"، می­توانند بسیار موثر واقع شوند؛ در عین حال ساخت آنها ساده بوده و پایدارند. شاید نگران­كننده‌ترین مساله این باشد كه تعداد بیشماری از چنین عوامل بیولوژیكی در حین مطالعاتی با اهداف صلح­جویانه در زمینهٔ عملكرد سلول و عوامل درمانی، پیشرفته­تر خواهند شد. بنابراین ما در مكانی از این تحول عظیم زیست‌شناختی و پزشكی ایستاده­ایم كه می­تواند طیف وسیعی از تكنولوژی­های جدید را به ارمغان آورده و در خدمت ساخت سلاح­های جدید بیولوژیكی، سمی و شیمیایی قرار دهد.
۱۲) مواد ناتوان­كننده:
شاید یكی از پیامدهای تحقیق در زمینهٔ DNA نوتركیب، ساخت مواد ناتوان‌كننده‌ای باشد كه عملكرد قویتری دارند. از طریق مهندسی ژنتیك، حتی ممكن است تركیبات طبیعی خود بدن را به عنوان عوامل ساخت جنگ‌افزاری بكار گرفت. تنظیم‌كننده­های بیولوژیكی، پپتیدهای كوچكی هستند كه در شرایط فیزیولوژیك فعالند. آنها در حالت طبیعی به مقادیر جزئی در بدن یافت شده و فعالیت­های روان­شناختی كلیدی را در بدن هماهنگ می‌سازند. غلظت این مواد در بدن انسان پائین است.ولی با همین غلظت كم، بر تمام روندهای حیاتی اعم از فیزیولوژیك یا ذهنی تاثیر می­گذارند؛ برای مثال، بر ترشح هورمون­ها، كنترل درجه حرارت بدن، خواب، خلق­و­خو، هشیاری و هیجانات اثر دارند. یك مجموعهٔ مهم از این مواد، پپتیدهای شبه تریاكی هستند كه می­توانند تاثیرات ضد درد داشته یا سبب القاء احساس سرخوشی شوند. چون تعداد بسیار كمی از این پپتیدها، می‌تواند وظایف لازم را به انجام برساند، لذا این احتمال وجود دارد كه اگر مقادیر بیشتری از آنها بكار رود، سبب القاء احساسی مانند سرخوشی، ترس، خستگی، فلج، توهم یا افسردگی شوند. همین مساله آنها را تبدیل به سلاح بالقوه­ای می­سازد كه غیر كشنده اما ناتوان كننده هستند.
تنظیم كننده­های بیولوژیك را می­توان از طریق شیمیایی به­گونه­ای تغییر داد كه فعالیت فیزیولوژیك، پایداری و ویژگی آنها تغییر یابد. برای مثال، تغییر هورمون پپتیدی LHRH از طریق جانشین­سازی فقط یك اسید آمینه، سبب می­شود هورمونی با قدرت ۵۰ برابر تولید شود.
۱۳) تولید سلاح­های نسل چهارم:
تصور محتمل دیگری كه می­توان برای آینده ارائه نمود، تولید عوامل بیماری­زایی است كه قدرت تمیز بیشتری داشته و می­توانند بر بخشی از جمعیت یك گونه تاثیرگذار باشند. این نوع جدید سلاح­های بیولوژیك هنگامی پیشرفت كرد كه اطلاعات حاصل از مطالعات ژنومیكس و پروتئومیكس برای طراحی یك عامل خاص بكار گرفته شد. این عامل قادر است افرادی از یك جمعیت را تحت تاثیر قرار دهد كه دارای یك پروتئین یا ساختمان ویژه هستند و عامل مذكور، مخصوص آن ساختار طراحی شده است. اساس عملكرد آنها بكارگیری توالی­های ژنی متفاوت بین جمعیت­هاست و از طریق آنها افراد دشمن به­طور انتخابی بیش از افراد خودی، ناتوان یا كشته می­شوند.
در بسیاری از موارد آنچه به­عنوان هدف طراحی می­شود، می­تواند در تمام افراد گونه یافت شود و در مواردی هم ساختارهایی در نظر گرفته می­شوند كه فقط افرادی كه واجد فرم خاصی از آن ساختار هستند، به تاثیرات سمی سلاح جدید حساس باشند. وجود چنین احتمالی، اندیشهٔ "سلاح­های قومی" را به‌دنبال می­آورد. سلاح­هایی كه فقط بر یك قوم یا نژاد موثر بوده و بر دیگر اقوام خیر.
البته در میان جمعیت­های انسانی، میزان تنوع ژنتیكی داخل جمعیت­ها، معمولاً بیش از تنوع ژنتیكی بین جمعیت­هاست و این قضیه سبب می­شود كه چنین سلاح­هایی بسیار غیراختصاصی عمل كنند. تحلیل داده‌های حاصل از تعیین توالی در ژنوم انسان تاكنون نتوانسته به­هیچ شكلی از پلی­مورفیسم دست یابد، به‌گونه­ای كه بتوان از آن برای نژادهای كاملاً مشخصی استفاده نمود. در واقع تنوع ژنتیكی در جمعیت­های انسانی، نشانگر داشتن نسبت ضعیفی با دیگر گونه­هاست و این تقویت­كنندهٔ این عقیده است كه جمعیت نیاكانی بشر، جمعیت كوچكی بوده است.
برخی از مطالعاتی كه اخیراً انجام شده و به بررسی پلی‌مورفیسم در DNA میتوكندریایی، كروموزوم Y و DNA اتوزومی پرداخته­اند، نشان می­دهند كه قسمت عمدهٔ تنوع ژنتیكی در داخل هر جمعیت است و نه در میان جمعیت­های مختلف.
ممكن است بتوان از طریق برچسب­زدن ژنتیكی، امكان هدف گرفتن جمعیت­های خاص را بوجود آورد. استون بلاك از دانشگاه پرینستون آمریكا اظهار می­دارد كه برچسب زدن ژنتیكی سبب به­وجود آمدن نسل جدیدی از ویروس­ها می­شود كه به­منظور هدف قرار دادن ساختار ژنتیكی جوامع خاص مورد استفاده قرار می­گیرد. چنین عواملی می­توانند به­طور پنهانی در جامعه پخش شوند و به آسانی در یك زمان معین آزاد گردند. مبارزه با این تسلیحات بیولوژیك نسل چهارم بسیار مشكل خواهد بود. گزارش شده است كه موسسه تحقیقات جنگ بیولوژیك "نزتزیونا در اسرائیل"، در حال توسعهٔ یك سلاح بیولوژیك قومی است.
همچنین ادعا شده كه تحقیقات مشابهی در آفریقای جنوبی و در دوران رژیم آپارتاید انجام گرفته است. یك سلاح بیولوژیكی با قابلیت هدف‌گیری قومی، مفهوم كلی جنگ بیولوژیك را دگرگون خواهد كرد. متاسفانه آنچه كه در بال در باره میزان تنوع ژنتیكی بدان اشاره شد، دربارهٔ محصولات عمدهٔ كشاورزی و حیوانات اهلی كه انسان برای تغذیه به آنها وابسته است، مصداق دارد؛ بخصوص در كشورهای پیشرفته كه كشاورزی بر كشت گیاهانی با ژنتیك معین استوار شده است و معمولاً هم یك نوع خاص از هر گیاه كشت می­شود.
در این كشورها اساس دامپروری نیز بر پرورش حیواناتی است كه از نظر نژادی بسیار خالص شده­اند. این روند در كشورهای در حال توسعه نیز در حال پیشرفت است. همین مساله سبب می­شود كه محصولات گیاهی و حیوانات اهلی كه برای تامین غذا بكار می­روند، هدف مطلوبی برای سلاح­های ویژهٔ هر ژنوتیپ باشند. هنگامی كه تراكم بالایی از گیاهان و تعداد زیادی از حیوانات مورد هدف واقع شوند، این حساسیت به سلاح افزایش می­یابد. چرا كه تراكم بالا، شرایط مناسب برای سرایت سریع عامل مخرب را فراهم می­كند.
● آیندهٔ دفاع بیولوژیك
خوشبختانه همان پیشرفت­هایی كه می­توانند در زمینهٔ تكنولوژی ژنومی میكروبی جهت تولید سلاح‌های بیولوژیك مورد استفاده قرار گیرند، برای خنثی كردن آنها نیز می­توانند مورد استفاد واقع شوند. یكی از مهمترین این موارد، ناشی از پیشرفت در زمینهٔ دستیابی به شیوه­های سریع‌تر تشخیص عوامل بیولوژیك است. صرف­نظر از آنكه عوامل بیولوژیك به وسیلهٔ مهندسی ژنتیك دستكاری شده­اند یا نه، "هیبریداسیون مقایسه­ای ژنوم" كه با استفاده از توالی DNA صورت می­گیرد، به­طور قطع در تشخیص اختلافات ویژهٔ گونه­ها در زمینهٔ شدت بیماریزایی و خواص آنتی­ژنیكی كاربرد داشته است؛ مانند آنچه در مورد هلیكوباكتر پیلوری و استرپتوكوكو پنومونیا انجام شده است.
ساخت تراشه­های DNA اولین قدم در پیشرفت روش­های تشخیصی است. این تراشه­ها دربرگیرنده توالی­های كدكننده برای چند ایزوله از هر عامل بیماری­زای انسان، حیوان و گیاه است. بازخوانی اطلاعات از چنین آشكارسازی می­تواند دانش كافی دربارهٔ ژنتیك هر عامل بیولوژیك جنگی را بدست دهد. حتی اگر این عامل شامل ژن­ها یا پلاسمیدهایی باشد كه از دیگر سویه­ها گرفته شده­اند، یا قدرت بیماری­زایی غیر عادی داشته باشد، خواص مقاومت در برابر آنتی­بیوتیك­ها را دارا باشد یا یك ارگانیسم تركیبی بوده و با استفاده از اجزاء سایر ارگانیسم­ها ساخته شده باشد.
پیشرفت در ساخت واكسن­های جدید، یكی از حوزه‌هایی است كه با دستیابی به اطلاعات جدیدتر دربارهٔ توالی ژنوم عوامل بیماری­زا میسر خواهد شد. در مطالعه­ای كه نتایج آن در مجلهٔ Science سال ۲۰۰۰ به چاپ رسید، كاربرد اطلاعات مربوط به توالی ژنوم سروتیپ نایسریا مننژتیدیس در تشخیص كارایی واكسن­های جدید توصیف شده است. این واكسن­ها می­توانند در برابر این عامل بیماریزا، ایمنی ایجاد كنند.
در طراحی واكسن علیه سروتیپ فوق، استفاده از روش معمول در مورد سایر سروتیپ­ها معقول نیست. طی مدت زمانی كه برای تعیین توالی ژنوم این سروتیپ به صورت كامل لازم بود (حدود یك‌سال)، تلاش­های بیوانفورماتیك برای تشخیص تمام آنتی­ژن­های بالقوهٔ سطح سلول با روش­های "غربالگری با تعداد نمونهٔ بالا" همراه شد و از مجموع ۵۷۰ كاندیدای واكسن، هفت مورد انتخاب شد. در مطالعه­ای كه پس از آن صورت گرفته است، روش مشابهی توسط مد ایمیون بكار گرفته شده تا داده­های مربوط به ژنوم استرپتوكوكوس پنومونیا استخراج شده و برای تعیین شش بخش مناسب برای ساخت واكسن مورد استفاده قرار گیرد.
به كمك كوشش­های مشابه، در آزمایشگاه­های سراسر دنیا تلاش می­شود تا اپی­توپ­های جدیدی در سلولهای T یافت شوند تا این اپی­توپ­ها در مورد عوامل بیماری­زایی بكارگرفته شوند كه پاسخ سیستم ایمنی در مقابل آنها، پاسخ ایمنی سلولی است. تاكنون این روش به اندازهٔ روش­هایی كه سبب بسط واكسن­های تحریك كننده سیستم ایمنی هومورال می‌شوند، موفق نبوده ولی دسترسی به تمام آنتی­ژن­های بالقوه، به خودی خود بسیار ارزشمند است.
بكارگیری روش­های ژن‌درمانی و واكسن­های ژنی، از پیشرفته­ترین روش­های مصونیت‌زایی در مقابل عوامل نوین بیولوژیك است. در واقع واكسیناسیون ژنتیكی، كدكردن یك پروتئین آنتی­ژنی كلون شده در یك ناقل بیان (مثل پلاسمید یا pDNA) است كه به فرد بیمار منتقل گردیده است. سیستم ایمنی فرد نیز به­طور متقابل به این پروتئین خاص واكنش نشان می­دهد.
استفاده از واكسن­های ژن­درمانی دارای مزایای بسیاری از جمله كارایی بسیار بالا همراه با ایمنی و كیفیت درمان است. كلید موفقیت یك فرآیند ژن­درمانی، استفاده از ناقل مناسبی است كه ژن هدف را به میزبان برساند. خصوصیاتی كه برای چنین ناقلی می­توان در نظر گرفت، عبارتنداز:
۱) نسبت به بافت اختصاصی باشد
۲) متناسب با اندازهٔ قطعهٔ DNA باشد
۳) خودش پاسخ ایمنی تولید نكند
۴) كوچك باشد
۵ ) پایدار باشد
pDNAها می­توانند انواع گوناگونی از آنتی­ژن­ها را كد كنند؛ ازجمله پروتئین پوششی ویروس آنفلوآنزا، گلیكوپروتئین ویروس ایدز (HIV-۱)، پروتئین سطحی هپاتیت B، مایكوباكتریوم توبركولوز (سل) و غیره.
مورد دیگری كه می­توان به آن اشاره نمود، آنتی­بیوتیك­هاست. آنتی­بیوتیك­های فعلی سه روند سلولی را در داخل باكتری هدف قرار می­دهند: روند سنتز DNA، سنتز پروتئین و سنتز دیوارهٔ سلولی باكتری. دلیل آنكه این سه روش، اهداف مناسبی را برای تركیبات ضد میكروبی دنبال می­كنند، آن است كه این سه هدف، نشانگر اعمال اساسی سلول هستند.
در یك نگاه وسیع‌تر، هر پروتئینی كه برای حیات سلول ضروری باشد، یك هدف بالقوه برای گروه جدید آنتی بیوتیك­هاست. این روش­ها از اطلاعات موجود در بانك­های ژنومی به­طور كامل استفاده می­كنند. زیرا این امكان را فراهم می­سازند كه سیستم سنجش بتواند اهداف جدید را شناسایی كند.
این امر به وسیلهٔ دانش استنتاجی ما راجع به عمل یك پروتئین خاص، محدود نمی­شود. حال اگر این سوال مطرح شود كه مزایا و معایب پیشرفت در تولید آنتی­بیوتیك­های وسیع‌الطیف در مقابل آنتی­بیوتیك­هایی كه عمل اختصاصی دارند چیست، باید گفت كه اگر در روند اكتشاف دارو، این اطلاعات ژنومی مورد استفاده قرار گیرد، می­توان در هر دو جهت به موفقیت رسید.
تكمیل پروژه توالی یابی ژنوم انسان، نقطهٔ آغازی برای فهم بهتر روند بیماری­های عفونی است و این فهم، توان بالقوهٔ بالایی علیه جنگ بیولوژیك دارد. با استفاده از توالی DNA و روش­های پروتئومیك، باید بتوان جریان وقایعی كه پس از عفونی شدن یك سلول انسانی به وسیلهٔ یك عامل بیماری­زا رخ می­دهند (وقتی یك مولكول سمی وارد سلول می­شود یا وقتی مواد تنظیم كنندهٔ تولید شده توسط سیستم ایمنی، به سلول داخل می­گردد) را تجزیه و تحلیل كرد.
در انتها باید خاطر نشان نمود، با توجه به آنكه عملكرد تقریبا نیمی از تمام ژن­ها، هم در عوامل بیماری­زا و هم در بدن انسان هنوز ناشناخته باقی مانده، لذا اطلاعات دیگری كه در زمینهٔ عملكرد ژنوم در آینده حاصل خواهد شد، پروتئین­ها و مسیرهایی را شناسایی خواهند نمود كه كاملاً جدید هستند. این داده­ها كارهای آتی در زمینهٔ طراحی واكسن­ها و تركیبات ضد میكروبی را تكمیل خواهند نمود، به­گونه­ای كه شاید امروزه تصور آن برای ما ممكن نباشد.
● نتیجه­گیری
در مسابقه­ای كه میان تهاجم و دفاع در جریان است، مسابقه­ای كه اغلب در تاریخ نظامی­گری دیده می­شود، به­نظر می­رسد كه دفاع امری موقتی است. درصورتی كه این امر حقیقت داشته باشد، جامعهٔ بین­المللی كه در جهت كنترل تسلیحات تلاش می­كند، فرصت زیادی برای ایجاد مكانیزم­های جدید و مناسب كنترل تسلیحات بیولوژیكی پیشرفته در اختیار ندارد.
سازمان­های بین­المللی و سازمان­های غیر دولتی درون جوامع، باید این فرصت را غنیمت شمرده و روش­های مناسب قوت بخشیدن به معاهدهٔ منع گسترش سلاح­های شیمیایی و بیولوژیك را بیابند. شكست در این زمینه، به معنی آن است كه دنیای آینده را پذیرای احتمالات مخوفی گردانده­ایم؛ احتمالات هولناكی كه در اولین دهه­های قرن بیست­و­یكم سر بر خواهند داشت.

نویسنده: سید مهدی علوی
مراجع:
۱. Wheelis, Mark. and Malcom Dando. New Technology and Future Developments in Biological Warfare. Disarmament Forum, Four ۲۰۰۰.
۲. Fraser, Claire M. and Malcom R. Dando. Genomic and Future Biological Weapons: The Need for Preventive Action by the Biomedical Community. Natur publishing group, ۲۰۰۱. at: http://genetics.nature.com
۳. An Introduction to Biological weapons, and the Relationship to Biosafety. The sunshine Project; April ۲۰۰۲.
۴. Technologies Underlying Weapons of Mass Destruction. Chapter ۳: Technical Aspects of Biological Weapons Proliferation. PP. ۱۱۳- ۱۱۷

منبع : شبکه تحلیل گران تکنولوژی ایران