por�Jenna E. Gallegos�y
�Jean Peccoud�
07 Diciembre 2017

del Sitio Web�TheConversation

traducci�n de Adela Kaufmann
Versi�n original en ingles


Los Avances Modernos Vienen con Nuevas Responsabilidades

Sergey Nivens/Shutterstock.com

La biolog�a est� cada vez m�s digitalizada.

Investigadores como nosotros usan computadoras para analizar el ADN, operar equipos de laboratorio y almacenar informaci�n gen�tica.�Pero las nuevas capacidades tambi�n significan nuevos riesgos, y los bi�logos permanecen en gran parte inconscientes de las posibles vulnerabilidades que conlleva la digitalizaci�n de la biotecnolog�a.�

El campo emergente de la ciber-bio-seguridad explora toda la nueva categor�a de riesgos que conlleva el mayor uso de computadoras en las ciencias de la vida.�

Los cient�ficos de la universidad, las partes interesadas de la industria y los agentes del gobierno han comenzado a reunirse para analizar estas amenazas.

Incluso hemos recibido a agentes del FBI de la�Direcci�n de Armas de Destrucci�n Masiva�aqu� en la Universidad Estatal de Colorado y anteriormente en Virginia Tech para�cursos intensivos�sobre�biolog�a sint�tica�y los riesgos asociados con la ciber-bio-seguridad asociados.

Hace un a�o, participamos en un�proyecto�financiado por el Departamento de Defensa de los EE.UU.�

Para evaluar�la seguridad de�las infraestructuras de�biotecnolog�a.�Los resultados est�n clasificados, pero han dado a conocer algunas de las lecciones aprendidas en nuestro nuevo documento Tendencias en Biotecnolog�a.

Junto con los coautores de�Virginia Tech�y la�Universidad de Nebraska-Lincoln, discutimos dos tipos principales de amenazas:

  • sabotear las m�quinas en las que se apoyan los bi�logos

  • creando materiales biol�gicos peligrosos

Virus inform�ticos afectando el mundo f�sico

En 2010, una planta nuclear en Ir�n experiment� fallas misteriosas en los equipos.

Meses m�s tarde, se llam� a una empresa de seguridad para que solucionara un problema aparentemente no relacionado.�Encontraron un virus inform�tico malicioso.

El virus, llamado�Stuxnet, le dec�a al equipo que vibrara.�El mal funcionamiento cerr� un tercio de los equipos de la planta y retras� el desarrollo del programa nuclear iran�.

A diferencia de la mayor�a de los virus, Stuxnet no se enfocaba solo en computadoras.�Atac� equipos controlados por computadoras.�El matrimonio de�la ciencia�de�la computaci�n y la biolog�a�ha abierto la puerta a sorprendentes descubrimientos.

Con la ayuda de computadoras, hemos,

  • decodificando el genoma humano

  • creado organismos con nuevas capacidades

  • automatizado el desarrollo de medicamentos

  • revolucionado�la seguridad alimentaria

Stuxnet demostr� que las infracciones de ciber-seguridad pueden causar da�os f�sicos.

  • �Qu� pasa si esos da�os tienen consecuencias biol�gicas?

  • �Podr�an los bioterroristas centrarse en los laboratorios gubernamentales que estudian las enfermedades infecciosas?

  • �Qu� hay de las compa��as farmac�uticas que producen medicamentos para salvar vidas?

A medida que los cient�ficos de la vida se vuelven m�s dependientes de los flujos de los trabajo digitales, es probable que las posibilidades aumenten.

Jugueteando con el ADN

La facilidad de acceso a la informaci�n gen�tica en l�nea ha democratizado la ciencia, permitiendo que los cient�ficos aficionados en los laboratorios de la comunidad aborden desaf�os como el desarrollo de�insulina asequible.

Pero la l�nea entre las secuencias f�sicas de ADN y su representaci�n digital se est� volviendo cada vez m�s borrosa.�La informaci�n digital, incluido el�malware, ahora se pueden almacenar y transmitir�a trav�s del ADN.

El�J. Craig Venter Institute�incluso cre� un�genoma sint�tico completo�(Design and Synthesis of a Minimal Bacterial Genome) con marca de agua con enlaces codificados y mensajes ocultos.

Hace veinte a�os, los ingenieros gen�ticos solo pod�an crear nuevas mol�culas de ADN uniendo mol�culas de ADN natural.�Hoy los cient�ficos pueden usar procesos qu�micos para producir ADN sint�tico.

La secuencia de estas mol�culas a menudo se genera mediante software.

De la misma manera que los ingenieros el�ctricos usan�software para dise�ar chips de computadora�y los ingenieros de computaci�n usan software para escribir programas de computadora, los ingenieros gen�ticos usan software para dise�ar genes.

Eso significa que el acceso a muestras f�sicas espec�ficas ya no es necesario para crear nuevas muestras biol�gicas.

Decir que todo lo que necesita para crear un pat�geno humano peligroso es el acceso al Internet ser�a una exageraci�n, pero solo leve.�Por ejemplo, en 2006, un periodista us� datos disponibles p�blicamente para ordenar un fragmento de�ADN de viruela�v�a correo.

El a�o anterior, los�Centros para el Control de Enfermedades�(CDC) utilizaron secuencias de ADN publicadas como un plan para�reconstruir el virus�responsable de la gripe espa�ola, una de las pandemias m�s mortales de todos los tiempos.

Con la ayuda de computadoras, editar y escribir secuencias de ADN es casi tan f�cil como manipular documentos de texto.

Y puede hacerse con intenciones maliciosas.�

Los participantes en el taller de CSU�
para el FBI recibieron capacitaci�n pr�ctica en�
t�cnicas de biotecnolog�a.�
Anne Manning, CC BY-ND

Primero - Reconocer la Amenaza

Las conversaciones sobre ciber-bioseguridad hasta ahora se han enfocado en gran medida en escenarios apocal�pticos.

Las amenazas son bidireccionales.

  • Por un lado, los virus inform�ticos como Stuxnet podr�an usarse para piratear maquinaria controlada digitalmente en laboratorios de biolog�a.�El ADN podr�a incluso utilizarse para realizar el ataque mediante la codificaci�n de�malware�que es desbloqueado cuando las secuencias de ADN se traducen a archivos digitales mediante una secuencia de computadora.

  • Por otro lado, los malos actores podr�an usar software y bases de datos digitales para dise�ar o reconstruir pat�genos.�Si los nefastos agentes�piratearon bases de datos de secuencias�o mol�culas de ADN dise�adas digitalmente con la intenci�n de causar da�o, los resultados podr�an ser catastr�ficos.

Y no todas las amenazas de ciber-bioseguridad son premeditadas o criminales.

Los errores involuntarios que ocurren al traducir entre una mol�cula f�sica de ADN y su referencia digital son comunes.�Estos errores pueden no comprometer la seguridad nacional, pero pueden causar costosas demoras o retiros de productos.

A pesar de estos riesgos, no es raro que los investigadores pidan muestras a un colaborador o una empresa y nunca se molesten en confirmar que la muestra f�sica que reciben coincide con la secuencia digital que esperaban.

Los cambios en la infraestructura y las nuevas tecnolog�as podr�an ayudar a aumentar la seguridad de los flujos de trabajo de las ciencias de la vida.�

Por ejemplo, las�pautas voluntarias de�detecci�n�ya est�n en marcha para ayudar a las empresas de s�ntesis de ADN a evaluar los pedidos de pat�genos conocidos.�Las universidades podr�an establecer pautas obligatorias similares para cualquier pedido de s�ntesis de ADN saliente.

Actualmente, tampoco existe una forma simple y econ�mica de confirmar las muestras de ADN mediante secuenciaci�n completa del genoma.�Se podr�an desarrollar protocolos simplificados y software amigable para el usuario, de modo que el cribado por secuenciaci�n se convierta en rutina.

La capacidad de manipular el ADN fue alguna vez un privilegio de unos pocos y muy limitado en alcance y aplicaci�n.�Hoy, los cient�ficos de la vida dependen de una cadena de suministro global y una red de computadoras que manipulan el ADN de maneras sin precedentes.

El�tiempo para empezar a pensar�acerca de la seguridad de la interfaz digital/ADN es�ahora, no despu�s de una nueva brecha como la de la ciber-bio-seguridad-Stuxnet...