Servis mikrobů: Společnosti nyní mohou nakupovat syntetické organismy

• Autor:
• jméno autora

  Quantumrun Foresight
• 21. prosince 2022

Shrnutí statistik

Syntetická biologie se zabývá tvorbou náhradních orgánů a jedinečných druhů organismů. Tato inovace vedla k tomu, že biotechnologické firmy a startupy nabízejí objevování nových mikrobů jako službu, zejména pro vývoj léků a výzkum nemocí. Další dlouhodobé důsledky této služby by mohly zahrnovat biologicky odbouratelné součástky pro elektroniku a rozmanitější organoidy pro testování drog.

Kontext služeb mikrobního inženýrství

Biologové zjistili, že některé mikroby nejsou jen potenciálně smrtelné organismy, ale také prospěšné lidskému zdraví. Tato „probiotika“ – živé mikroorganismy, které při přiměřené konzumaci zlepšují naše zdraví – jsou především druhy bakterií mléčného kvašení, které se již vyskytují v určitých potravinách. Díky technologii sekvenování DNA nové generace se dozvídáme více o mikrobech, kteří nás volají domovem – a jak důležité jsou pro naše zdraví.

Vědci konstruují mikroby pro terapii, vytvářejí nové mikrobiální kmeny a zaměřují se na vylepšení stávajících kmenů. K dosažení těchto inovací výzkumníci mutují a řídí se principy syntetické biologie. Nové druhy mikrobů budou za tím, co v současnosti existuje jako probiotická definice pro potravinářské aplikace. Místo toho je farmaceutický průmysl může přijmout jako "farmbiotika" nebo "živé bioterapeutické produkty", podle výzkumu zveřejněného v Frontiers in Microbiology.

Mnoho geneticky upravených mikrobů bylo prozkoumáno pro dodávání vakcinačního antigenu, ale jen málo z nich dosáhlo klinických studií u lidí. Mezi další potenciální použití umělých mikrobů patří léčba autoimunitních onemocnění, zánětů, rakoviny, infekcí a metabolických poruch. Kvůli užitečnosti geneticky upravených mikrobů je mnoho biotechnologických firem zkoumá mimo oblast zdravotnictví a do různých sektorů, jako je zemědělství a materiálové vědy.

Rušivý dopad

V roce 2021 oznámil americký biotechnologický startup Zymergen své plány na urychlení vývoje nových produktů v oblasti biopolymerů a dalších materiálů pro odvětví elektroniky a péče o spotřebitele. Podle spoluzakladatele Zacha Serbera dochází k renesanci materiálové vědy kvůli množství chemikálií dostupných prostřednictvím biologie. S více než 75,000 XNUMX biomolekulami, které má Zymergen k dispozici, se jen málo překrývá mezi tím, co lze nalézt v přírodě, a tím, co je třeba koupit z komerčních zdrojů.

První veřejná nabídka společnosti Zymergen v roce 2021 jí umožnila získat 500 milionů USD, čímž se její hodnota vyšplhala na přibližně 3 miliardy USD. Společnost plánuje uvést na trh nové produkty prostřednictvím syntetické biologie do pěti let nebo méně za desetinu nákladů oproti tradičním chemikáliím a materiálům. Podle jeho podání u americké Komise pro cenné papíry a burzy (SEC) je odhadovaná lhůta pro uvedení produktu na trh přibližně pět let a náklady 50 milionů USD.

Další oblastí výzkumu geneticky upravených mikrobů je oblast chemických hnojiv. V roce 2022 vědci provedli experimenty s cílem nahradit tyto znečišťující látky geneticky upravenými mikroby. Vědci upravili mutantní kmeny bakterií, aby kolonizovaly kořeny rostlin rýže a dodávaly jim stálý proud dusíku. Mohli tak učinit bez odpadu modulací množství amoniaku, které bakterie produkují. 

Tým naznačuje, že v budoucnu mohou výzkumníci vytvořit bakterie speciálně pro potřeby plodin. Tento vývoj by snížil odtok dusíku a eutrofizaci, což je proces, ke kterému dochází, když se chemické odpady z půdy smývají do vodních ploch. 

Důsledky služeb mikrobního inženýrství

Širší důsledky služeb mikrobního inženýrství mohou zahrnovat: 

• Biofarmaceutické firmy spolupracující s biotechnologickými společnostmi, aby urychlily vývoj a testování léků.
• Zavedené firmy z chemického průmyslu, které diverzifikují své operace vytvářením nebo investováním do začínajících mikrobů, aby vytvořily mikroby navržené k produkci vzácných chemických sloučenin.
• Startupy zaměřující se na vývoj biomedicínských materiálů, jako jsou robustnější, flexibilnější a biologicky odbouratelné komponenty pro elektroniku.
• Pokroky v technologii úpravy genů a sekvenování mají za následek rozsáhlejší aplikace geneticky upravených komponent, jako jsou živí roboti, kteří se mohou sami opravovat.
• Větší spolupráce mezi výzkumnými institucemi a biofarmakou při objevování nových patogenů a vakcín.
• Různé organoidy a prototypy těla v čipu, které lze použít ke studiu různých nemocí a genetických terapií.

Otázky k zamyšlení

• Jak jinak podle vás změní mikrobní inženýrství jako služba lékařský výzkum?
• Jaké jsou potenciální výzvy používání geneticky upravených materiálů?