Moléculas bajo demanda: un catálogo de moléculas fácilmente disponibles

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  Previsión Quantumrun
• 22 de diciembre de 2022

Resumen de información

La biología sintética es una ciencia biológica emergente que aplica principios de ingeniería a la biología para crear nuevas piezas y sistemas. En el descubrimiento de fármacos, la biología sintética tiene el potencial de revolucionar el tratamiento médico mediante la creación de moléculas bajo demanda. Las implicaciones a largo plazo de estas moléculas podrían incluir el uso de inteligencia artificial para acelerar el proceso de creación y que las empresas biofarmacéuticas inviertan fuertemente en este mercado emergente.

Contexto de moléculas bajo demanda

La ingeniería metabólica permite a los científicos utilizar células modificadas para crear moléculas nuevas y sostenibles, como biocombustibles renovables o medicamentos para la prevención del cáncer. Con las muchas posibilidades que ofrece la ingeniería metabólica, el Foro Económico Mundial la consideró una de las "Diez tecnologías emergentes principales" en 2016. Además, se espera que la biología industrializada ayude a desarrollar bioproductos y materiales renovables, mejore los cultivos y permita nuevos aplicaciones biomédicas.

El objetivo principal de la biología sintética o creada en laboratorio es utilizar principios de ingeniería para mejorar la ingeniería genética y metabólica. La biología sintética también implica tareas no metabólicas, como modificaciones genéticas que eliminan los mosquitos portadores de malaria o microbiomas diseñados que podrían reemplazar potencialmente a los fertilizantes químicos. Esta disciplina está creciendo rápidamente, respaldada por los avances en el fenotipado de alto rendimiento (el proceso de evaluación de la composición o los rasgos genéticos), la aceleración de las capacidades de secuenciación y síntesis de ADN, y la edición genética habilitada para CRISPR.

A medida que avanzan estas tecnologías, también lo hacen las capacidades de los investigadores para crear moléculas y microbios bajo demanda para todo tipo de investigación. En particular, el aprendizaje automático (ML) es una herramienta eficaz que puede acelerar la creación de moléculas sintéticas al predecir cómo se comportará un sistema biológico. Al comprender los patrones en los datos experimentales, ML puede proporcionar predicciones sin necesidad de una comprensión profunda de cómo funciona.

Impacto disruptivo

Las moléculas bajo demanda exhiben el mayor potencial en el descubrimiento de fármacos. Un objetivo farmacológico es una molécula basada en proteínas que juega un papel en la causa de los síntomas de la enfermedad. Los medicamentos actúan sobre estas moléculas para cambiar o detener las funciones que conducen a los síntomas de la enfermedad. Para encontrar fármacos potenciales, los científicos suelen utilizar el método inverso, que estudia una reacción conocida para determinar qué moléculas están involucradas en esa función. Esta técnica se llama deconvolución de destino. Requiere complejos estudios químicos y microbiológicos para identificar qué molécula realiza la función deseada.

La biología sintética en el descubrimiento de fármacos permite a los científicos diseñar herramientas novedosas para investigar los mecanismos de las enfermedades a nivel molecular. Una forma de hacerlo es mediante el diseño de circuitos sintéticos, que son sistemas vivos que pueden proporcionar información sobre los procesos que tienen lugar a nivel celular. Estos enfoques de biología sintética para el descubrimiento de fármacos, conocidos como minería del genoma, han revolucionado la medicina.

Un ejemplo de una empresa que proporciona moléculas bajo demanda es GreenPharma, con sede en Francia. Según el sitio de la empresa, Greenpharma crea productos químicos para las industrias farmacéutica, cosmética, agrícola y química fina a un precio asequible. Producen moléculas de síntesis personalizadas a niveles de gramo a miligramos. La firma proporciona a cada cliente un gerente de proyecto designado (Ph.D.) e intervalos de informes regulares. Otra empresa de ciencias de la vida que ofrece este servicio es OTAVAChemicals, con sede en Canadá, que tiene una colección de 12 44 millones de moléculas accesibles bajo demanda basadas en XNUMX XNUMX bloques de construcción y XNUMX reacciones internas. 

Implicaciones de las moléculas bajo demanda

Las implicaciones más amplias de las moléculas bajo demanda pueden incluir: 

• Empresa de ciencias de la vida que invierte en inteligencia artificial y ML para descubrir nuevas moléculas y componentes químicos para agregar a sus bases de datos.
• Más empresas que tenían un acceso más fácil a las moléculas necesitaban explorar más y desarrollar productos y herramientas. 
• Algunos científicos piden regulaciones o estándares para garantizar que las empresas no utilicen algunas moléculas para la investigación y el desarrollo ilegales.
• Las empresas biofarmacéuticas invierten mucho en sus laboratorios de investigación para habilitar la ingeniería de microbios y bajo demanda como un servicio para otras empresas biotecnológicas y organizaciones de investigación.
• Biología sintética que permite el desarrollo de robots vivos y nanopartículas que pueden realizar cirugías y administrar terapias genéticas.
• Mayor dependencia de los mercados virtuales para suministros químicos, lo que permite a las empresas buscar y obtener rápidamente moléculas específicas, mejorar su eficiencia operativa y reducir el tiempo de comercialización de nuevos productos.
• Los gobiernos promulgan políticas para gestionar las implicaciones éticas y las preocupaciones de seguridad de la biología sintética, particularmente en el contexto del desarrollo de robots vivos y nanopartículas para aplicaciones médicas.
• Instituciones educativas que revisan los planes de estudio para incluir temas más avanzados en biología sintética y ciencias moleculares, preparando a la próxima generación de científicos para los desafíos y oportunidades emergentes en estos campos.

Preguntas a considerar

• ¿Cuáles son algunos otros posibles casos de uso de moléculas bajo demanda?
• ¿De qué otra manera puede cambiar este servicio la investigación y el desarrollo científicos?