Usluga mikrobnog inženjeringa: Kompanije sada mogu kupiti sintetičke organizme

• Autor:
• Ime autora

  Quantumrun Foresight
• Decembar 21, 2022

Sažetak uvida

Sintetička biologija bavi se stvaranjem zamjenskih organa i jedinstvenih vrsta organizama. Ova inovacija je dovela do toga da biotehnološke firme i startupi nude otkrivanje novih mikroba kao uslugu, posebno za razvoj lijekova i istraživanje bolesti. Druge dugoročne implikacije ove usluge mogle bi uključiti biorazgradive komponente za elektroniku i raznovrsnije organoide za testiranje lijekova.

Kontekst usluge mikrobnog inženjeringa

Biolozi su otkrili da neki mikrobi nisu samo potencijalno smrtonosni organizmi, već i korisni za ljudsko zdravlje. Ovi "probiotici" - živi mikroorganizmi koji poboljšavaju naše zdravlje kada se konzumiraju na adekvatan način - uglavnom su vrste bakterija mliječne kiseline koje su već prisutne u određenim namirnicama. Zahvaljujući tehnologiji sekvenciranja DNK sljedeće generacije, učimo više o mikrobima koji nas zovu domom—i koliko su važni za naše zdravlje.

Naučnici konstruišu mikrobe za terapiju, stvaraju nove mikrobne sojeve i ciljaju na poboljšanja postojećih sojeva. Da bi postigli ove inovacije, istraživači mutiraju i slijede principe sintetičke biologije. Nova vrsta mikroba bit će izvan onoga što trenutno postoji kao probiotička definicija za primjenu u hrani. Umjesto toga, farmaceutska industrija ih može usvojiti kao "farmabiotike" ili "žive bioterapeutske proizvode", prema istraživanju objavljenom u Frontiers in Microbiology.

Mnogi genetski modifikovani mikrobi su istraženi za isporuku antigena vakcinacije, ali malo njih je doseglo klinička ispitivanja na ljudima. Ostale potencijalne upotrebe konstruiranih mikroba uključuju liječenje autoimunih bolesti, upala, raka, infekcija i metaboličkih poremećaja. Zbog korisnosti genetski modifikovanih mikroba, mnoge biotehnološke firme ih istražuju izvan zdravlja iu različitim sektorima, kao što su poljoprivreda i nauke o materijalima.

Ometajući uticaj

Godine 2021., biotehnološki startup Zymergen sa sjedištem u SAD-u objavio je svoje planove za ubrzanje razvoja novih proizvoda u biopolimerima i drugim materijalima za elektroniku i sektor brige o potrošačima. Prema suosnivaču Zachu Serberu, postoji renesansa nauke o materijalima zbog obilja hemikalija dostupnih kroz biologiju. S preko 75,000 biomolekula kojima Zymergen raspolaže, malo se preklapa između onoga što se može naći u prirodi i onoga što treba kupiti iz komercijalnih izvora.

Inicijalna javna ponuda Zymergena 2021. godine omogućila mu je da prikupi 500 miliona dolara, čime je njegova vrijednost iznosila približno 3 milijarde dolara. Kompanija planira lansirati nove proizvode putem sintetičke biologije za pet godina ili manje uz desetinu cijene tradicionalnih hemikalija i materijala. Prema njegovom podnesku američkoj Komisiji za hartije od vrijednosti (SEC), procijenjeni rok za lansiranje proizvoda je otprilike pet godina, koji košta 50 miliona dolara.

Još jedno područje istraživanja genetski modifikovanih mikroba je u oblasti hemijskih đubriva. 2022. godine, naučnici su sproveli eksperimente za zamjenu ovih zagađivača genetski modificiranim mikrobima. Istraživači su modificirali mutantne sojeve bakterija kako bi kolonizirali korijenje biljaka riže i isporučili im stalan tok dušika. Mogli su to učiniti bez otpada modulacijom količine amonijaka koju bakterije proizvode. 

Tim predlaže da bi, u budućnosti, istraživači mogli stvoriti bakterije posebno za zadovoljenje potreba usjeva. Ovaj razvoj bi smanjio otjecanje dušika i eutrofikaciju, proces koji se događa kada se hemijski otpad iz tla ispere u vodena tijela. 

Implikacije usluga mikrobnog inženjeringa

Šire implikacije usluga mikrobnog inženjeringa mogu uključivati: 

• Firme Biopharma koje sarađuju sa biotehnološkim kompanijama kako bi ubrzale razvoj i testiranje lijekova.
• Utemeljene firme iz hemijske industrije diverzifikuju svoje poslovanje stvaranjem ili ulaganjem u startupe za mikrobni inženjering kako bi stvorili mikrobe projektovane za proizvodnju retkih hemijskih jedinjenja.
• Startupi koji se fokusiraju na razvoj biomedicinskih materijala, kao što su čvršće, fleksibilnije, biorazgradive komponente za elektroniku.
• Napredak u tehnologiji uređivanja gena i sekvenciranja rezultira ekspanzivnijim primjenama genetski modificiranih komponenti, kao što su živi roboti koji se mogu samopopravljati.
• Više saradnje između istraživačkih institucija i biofarme za otkrivanje novih patogena i vakcina.
• Različiti organoidi i prototipovi tijela u čipu koji se mogu koristiti za proučavanje različitih bolesti i genetskih terapija.

Pitanja koja treba razmotriti

• Kako inače mislite da će mikrobni inženjering kao usluga promijeniti medicinska istraživanja?
• Koji su potencijalni izazovi korištenja genetski modificiranih materijala?