DNA και χάκερ: Ειδικοί κρούουν κώδωνα κινδύνου για τους κινδύνους κυβερνο-βιοεπιθέσεων

Μελέτη που δημοσιεύθηκε στο IEEE Access κρούει τον κώδωνα του κινδύνου για τους πιθανούς κινδύνους που σχετίζονται με τα μη ασφαλή συστήματα αλληλούχισης DNA επόμενης γενιάς. Οι ειδικοί προειδοποιούν, μάλιστα, ότι αν δεν έχει την κατάλληλη προστασία, η ισχυρή αυτή τεχνολογία μπορεί να είναι ευάλωτη σε παραβιάσεις προσωπικών δεδομένων, παραβιάσεις της ιδιωτικότητας, ακόμη και σε νέες βιολογικές απειλές.

Η μελέτη, με επικεφαλής τη δρ Nasreen Anjum από τη Σχολή Πληροφορικής του Πανεπιστημίου του Πόρτσμουθ, είναι η πρώτη ολοκληρωμένη ανάλυση των κινδύνων κυβερνο-βιοασφάλειας που καλύπτει ολόκληρη τη ροή εργασίας ενός συστήματος αλληλούχισης DNA.

Τι είναι η αλληλούχιση του DNA

Αλληλούχιση του DNA είναι η διαδικασία προσδιορισμού της αλληλουχίας νουκλεοτιδίων ενός δεδομένου θραύσματος DNA. Όλες οι πληροφορίες που χρειάζονται για τη λειτουργία του ανθρώπινου οργανισμού είναι καταγεγραμμένες σε 46 χρωμοσώματα. Λάθη που προκύπτουν στον αριθμό των χρωμοσωμάτων ή στην ακεραιότητα και σύσταση του γενετικού υλικού που εμπεριέχεται στα χρωμοσώματα, μπορούν να προκαλέσουν γενετικές παθήσεις ή σύνδρομα, όπως νοητική στέρηση, αναπτυξιακές διαταραχές, συγγενείς ανωμαλίες, νευρολογικές παθήσεις και άλλα. Κατά συνέπεια, η γενετική διερεύνηση, μέσω της ανάλυσης γενετικού υλικού με την αλληλούχιση του DNA, αποτελεί αναπόσπαστο μέρος της διάγνωσης γενετικών ασθενειών και συνδρόμων, τόσο σε προγεννητικό όσο και σε μεταγεννητικό στάδιο. Ο ακριβής εντοπισμός του γενετικού λάθους και, κατά συνέπεια, η ταυτοποίηση του γενετικού συνδρόμου από το οποίο πάσχει ο κάθε ασθενής, μπορεί βοηθήσει στην πρόβλεψη των συμπτωμάτων που πιθανόν να αναπτυχθούν στο μέλλον, του τρόπου κληρονόμησης και του κινδύνου μετάδοσης της ασθένειας από γενιά σε γενιά, καθώς και να βοηθήσει στη διαχείριση και θεραπεία των ασθενών. Έτσι θα μπορούν οι ίδιοι οι πάσχοντες αλλά και οι οικογένειές τους, να λάβουν εξατομικευμένη συμβουλευτική αγωγή και άλλες γενετικές υπηρεσίες, βελτιώνοντας σημαντικά την ποιότητα ζωής τους.

Η  αλληλούχιση DNA νέας γενιάς (NGS) αποτελεί μια εξέλιξη της κλασσικής αλληλούχισης, όπου γίνεται «ανάγνωση» όλων των νουκλεοτιδίων που αποτελούν την αλυσίδα του μορίου DNA, δίνοντας την δυνατότητα ανεύρεσης πιθανών «λαθών» (μεταλλάξεων) μέσα στην αλυσίδα αυτή.

Τρωτά σημεία στη ροή εργασιών της αλληλούχισης

Η διαδικασία αλληλούχισης στο πλαίσιο της ροής εργασίας NGS περιλαμβάνει μια σειρά σύνθετων, αλληλοεξαρτώμενων βημάτων – από την προετοιμασία του δείγματος και την αλληλούχιση έως την ανάλυση και ερμηνεία των δεδομένων – το καθένα από τα οποία περιλαμβάνει εξαιρετικά εξειδικευμένα όργανα, τεχνολογίες, λογισμικό και συνδεδεμένα συστήματα.

Αν και τα βήματα αυτά είναι απαραίτητα για να υπάρξουν ακριβή αποτελέσματα, ανοίγουν επίσης πολλαπλά σημεία ευπάθειας. Καθώς πολλά σύνολα δεδομένων DNA είναι ανοιχτά προσβάσιμα στο διαδίκτυο, η μελέτη προειδοποιεί ότι υπάρχει η πιθανότητα οι εγκληματίες του κυβερνοχώρου να κάνουν κατάχρηση των πληροφοριών για παρακολούθηση, χειραγώγηση ή κακόβουλα πειράματα.

«Η προστασία των γονιδιωματικών δεδομένων δεν αφορά μόνο την κρυπτογράφηση – αφορά την πρόβλεψη επιθέσεων που δεν υπάρχουν ακόμη. Χρειαζόμαστε μια αλλαγή παραδείγματος στον τρόπο με τον οποίο ασφαλίζουμε το μέλλον της ιατρικής ακριβείας», τονίζει η Anjum.

Αναδυόμενες απειλές και έκκληση για δράση

Η ερευνητική ομάδα εντόπισε νέες και αναδυόμενες μεθόδους που οι χάκερ και όσοι έχουν κακόβουλες προθέσεις θα μπορούσαν να χρησιμοποιήσουν για να εκμεταλλευτούν ή να επιτεθούν σε συστήματα, όπως κακόβουλο λογισμικό κωδικοποιημένο σε συνθετικό DNA, χειραγώγηση δεδομένων γονιδιώματος με βάση την τεχνητή νοημοσύνη και ανίχνευση ταυτότητας μέσω τεχνικών επαναπροσδιορισμού. Αυτές οι απειλές υπερβαίνουν τις τυπικές παραβιάσεις δεδομένων, θέτοντας κινδύνους για την ιδιωτική ζωή των ατόμων, την επιστημονική ακεραιότητα και την εθνική ασφάλεια.

Σύμφωνα με τους ειδικούς, παρά τη σημασία της, η κυβερνο-βιοασφάλεια παραμένει ένας από τους πιο παραμελημένους και ελάχιστα κατανοητούς ερευνητικούς κλάδους και αφήνει ένα κρίσιμο κενό στην παγκόσμια βιοασφάλεια. Για να διασφαλίσουμε ότι οι πληροφορίες μας για το DNA παραμένουν ασφαλείς και χρησιμοποιούνται μόνο για καλό σκοπό, προτρέπουμε για περισσότερη έρευνα και συνεργασία ώστε να βρεθούν τρόποι για να διατηρηθεί αυτή η ισχυρή τεχνολογία ασφαλής.

Οι κυβερνήσεις, οι ρυθμιστικοί φορείς, οι οργανισμοί χρηματοδότησης και τα ακαδημαϊκά ιδρύματα πρέπει να δώσουν προτεραιότητα σε αυτόν τον τομέα και να επενδύσουν στην ειδική έρευνα, την εκπαίδευση και την ανάπτυξη πολιτικής πριν να είναι πολύ αργά, σημειώνουν.

Χωρίς συντονισμένη δράση, τα γονιδιωματικά δεδομένα θα μπορούσαν να αξιοποιηθούν για επιτήρηση, διακρίσεις ή ακόμη και βιοτρομοκρατία. Τα συστήματα προστασίας που υπάρχουν σήμερα είναι κατακερματισμένα και απουσιάζει η ζωτικής σημασίας συνεργασία μεταξύ των επιστημονικών κλάδων. Το κλειδί για την επιτυχή πρόληψη θα είναι η διεπιστημονική συνεργασία μεταξύ επιστημόνων πληροφορικής, βιοπληροφορικής, βιοτεχνολογίας και επαγγελματιών ασφαλείας – ομάδες που σπάνια συνεργάζονται αλλά πρέπει να ευθυγραμμιστούν, υπογραμμίζουν οι ειδικοί.

Το έγγραφο συνιστά επίσης πρακτικές λύσεις, όπως ασφαλή πρωτόκολλα αλληλούχισης, κρυπτογραφημένη αποθήκευση και ανίχνευση ανωμαλιών με τεχνητή νοημοσύνη, δημιουργώντας τα θεμέλια για πολύ ισχυρότερη κυβερνο-βιοασφάλεια.

Η έρευνα διεξήχθη σε συνεργασία με συναδέλφους από το Τμήμα Επιστήμης Υπολογιστών του Πανεπιστημίου Anglia Ruskin στο Κέιμπριτζ, το Τμήμα Ασφάλειας Κυβερνοχώρου και Πληροφορικής του Πανεπιστημίου Gloucestershire, το Τμήμα Επιστήμης Υπολογιστών και το Εργαστήριο Αναδυόμενων Ερευνών του Πανεπιστημίου Narjan και το Τμήμα Μικροβιολογίας του Πανεπιστημίου Γυναικών Shaheed Benazir Bhutto.

Διαρροή γενετικών δεδομένων: Ένας υπαρκτός κίνδυνος

Το πόσο σημαντική είναι η προστασία των γενετικών δεδομένων φάνηκε και με την πτώχευση της εταιρείας γενετικών εξετάσεων 23andMe στις ΗΠΑ τον Μάρτιο, καθώς ο θησαυρός των γενετικών δεδομένων που κατείχε η εταιρεία βγήκε προς πώληση, προκαλώντας ανησυχίες για την προστασία των προσωπικών δεδομένων των ανθρώπων που είχαν χρησιμοποιήσει τις υπηρεσίες της κατά το παρελθόν – περίπου 15 εκατομμυρίων ατόμων. Ανθρώπων που είχαν κάνει ανάλυση DNA για να ανακαλύψουν αν διέτρεχαν έναν συγκεκριμένο κίνδυνο για την υγεία τους, αν θα μπορούσαν ενδεχομένως να τρώνε διαφορετικά ή να ασκούνται περισσότερο, αν είχαν κάποια γενετική διαταραχή και αν υπήρχε θεραπεία. Άλλοι, πάλι, μπορεί να ήθελαν να επανασυνδεθούν με έναν χαμένο από καιρό συγγενή ή να μάθουν κάτι για τους προγόνους τους, από πού κατάγονται.

Σύμφωνα με τα στοιχεία που έχουν έρθει στο φως για τη συγκεκριμένη υπόθεση, πριν από δύο χρόνια η εν λόγω εταιρεία είχε μια αρκετά μεγάλη παραβίαση δεδομένων και αναγκάστηκε να πληρώσει εκατομμύρια δολάρια για να διευθετήσει μια αγωγή που κατατέθηκε από πελάτες της για τη διαρροή των δεδομένων της. Επιπλέον, αντιμετωπίζοντας οικονομικά προβλήματα, η εταιρεία άρχισε να συνάπτει συμφωνίες με μεγάλες φαρμακευτικές εταιρείες ώστε να χρησιμοποιούν δεδομένα από τα δείγματα DNA που είχε στη βάση δεδομένων της, με στόχο, από την πλευρά των φαρμακοβιομηχανιών, να επιταχύνουν ενδεχομένως τη διαδικασία ανάπτυξης θεραπειών. Και στα τέλη Μαρτίου, μετά το αίτημα πτώχευσης που υπέβαλε η εταιρεία, δικαστής έδωσε επίσημα στην 23andMe την άδεια να προσπαθήσει να πουλήσει τα δεδομένα DNA που είχε στα χέρια της, ώστε να μπορέσει να αποπληρώσει τους πιστωτές της. Κάτι που σήμανε συναγερμό για τους ειδικούς που ασχολούνται με θέματα προστασίας της ιδιωτικότητας, κυβερνητικούς αξιωματούχους, αλλά και ενθουσιώδεις χρήστες των υπηρεσιών της 23andMe.

Μεταξύ εκείνων που θα μπορούσαν να ενδιαφέρονται για το τι «κρύβει» το DNA κάποιου είναι ασφαλιστικές, για να προσαρμόζουν ανάλογα τα ασφάλιστρα, αλλά και διαφημιστές, οι οποίοι θα μπορούσαν να χρησιμοποιήσουν τα γενετικά δεδομένα για καλύτερη στόχευση των διαφημίσεών τους, δείχνοντας, για παράδειγμα, στα άτομα με κοιλιοκάκη περισσότερα προϊόντα χωρίς γλουτένη. Και μία τέτοια προοπτική, σύμφωνα με όσους γνωρίζουν, δεν είναι η χειρότερη που θα μπορούσε να συμβεί.

Φωτογραφία: iStock

ΔΙΑΒΑΣΤΕ ΕΠΙΣΗΣ:

Αντιμικροβιακή μπογιά σκοτώνει γρίπη, σταφυλόκοκκο και COVID στην επαφή με την επιφάνεια

Μάστιγα η κατάθλιψη ακόμη και στις μικρές ηλικίες – Αύξηση 60% τα τελευταία 9 χρόνια

Συναγερμός για μεγάλη αύξηση επικίνδυνης χημικής ουσίας στα ευρωπαϊκά κρασιά