Usluga mikrobnog inženjeringa: tvrtke sada mogu kupiti sintetičke organizme

• Autor:
• ime autora

  Quantumrun Foresight
• Prosinac 21, 2022

Sažetak uvida

Sintetička biologija bavi se stvaranjem zamjenskih organa i jedinstvenih vrsta organizama. Ova je inovacija dovela do toga da biotehnološke tvrtke i startupi nude otkrivanje novih mikroba kao uslugu, posebice za razvoj lijekova i istraživanje bolesti. Ostale dugoročne implikacije ove usluge mogle bi uključivati ​​biorazgradive komponente za elektroniku i više različitih organoida 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 ako se pravilno konzumiraju—uglavnom su vrste bakterija mliječne kiseline koje su već prisutne u određenoj hrani. Zahvaljujući tehnologiji sekvenciranja DNK sljedeće generacije, učimo više o mikrobima koji nas zovu domom – i koliko su važni za naše zdravlje.

Znanstvenici razvijaju mikrobe za terapiju, stvaraju nove sojeve mikroba i ciljaju na poboljšanja postojećih sojeva. Kako bi postigli ove inovacije, istraživači mutiraju i slijede načela sintetičke biologije. Nove vrste mikroba bit će izvan onoga što trenutno postoji kao definicija probiotika za primjenu u hrani. Umjesto toga, farmaceutska industrija bi ih mogla usvojiti kao "farmabiotike" ili "žive bioterapijske proizvode", prema istraživanju objavljenom u Frontiers in Microbiology.

Mnogi mikrobi dobiveni genetskim inženjeringom istraživani su za isporuku antigena cijepljenja, no malo ih je doseglo klinička ispitivanja na ljudima. Druge potencijalne upotrebe za proizvedene mikrobe uključuju liječenje autoimunih bolesti, upala, raka, infekcija i metaboličkih poremećaja. Zbog korisnosti genetski modificiranih mikroba, mnoge biotehnološke tvrtke istražuju ih izvan zdravstva i u raznim sektorima, poput poljoprivrede i znanosti o materijalima.

Razarajući učinak

Godine 2021. biotehnološki startup Zymergen sa sjedištem u SAD-u najavio je svoje planove za ubrzavanje razvoja novih proizvoda u biopolimerima i drugim materijalima za sektore elektronike i brige o potrošačima. Prema riječima suosnivača Zacha Serbera, postoji renesansa znanosti o materijalima zbog obilja kemikalija dostupnih kroz biologiju. S više od 75,000 biomolekula na raspolaganju Zymergenu, malo je preklapanja između onoga što se može naći u prirodi i onoga što treba kupiti iz komercijalnih izvora.

Zymergenova inicijalna javna ponuda 2021. omogućila mu je prikupljanje 500 milijuna USD, čime je njegova vrijednost iznosila približno 3 milijarde USD. Tvrtka planira lansirati nove proizvode putem sintetske biologije za pet godina ili manje po desetini cijene tradicionalnih kemikalija i materijala. Prema podnošenju američkoj Komisiji za vrijednosne papire i burzu (SEC), procijenjeni rok za lansiranje proizvoda je približno pet godina, uz cijenu od 50 milijuna USD.

Još jedno područje istraživanja genetski modificiranih mikroba je područje kemijskih gnojiva. Godine 2022. znanstvenici su proveli eksperimente za zamjenu tih zagađivača genetski modificiranim mikrobima. Istraživači su modificirali mutirane sojeve bakterija da koloniziraju korijenje biljaka riže i isporučuju im stalan tok dušika. Mogli su to učiniti bez otpada modulacijom količine amonijaka koju proizvode bakterije. 

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

Implikacije usluga mikrobnog inženjeringa

Šire implikacije usluga mikrobnog inženjeringa mogu uključivati: 

• Tvrtke Biopharma surađuju s biotehnološkim tvrtkama kako bi ubrzale razvoj i testiranje lijekova.
• Utvrđene tvrtke u kemijskoj industriji koje diverzificiraju svoje poslovanje stvaranjem ili ulaganjem u novoosnovane tvrtke za mikrobno inženjerstvo za stvaranje mikroba projektiranih za proizvodnju rijetkih kemijskih spojeva.
• Startupi koji se fokusiraju na razvoj biomedicinskih materijala, kao što su čvršće, fleksibilnije, biorazgradive komponente za elektroniku.
• Napredak u tehnologiji uređivanja i sekvenciranja gena rezultira sve većom primjenom genetski modificiranih komponenti, poput živih robota koji se mogu sami popravljati.
• Više suradnje između istraživačkih institucija i biopharma u otkrivanju novih patogena i cjepiva.
• Različiti organoidi i prototipovi tijela u čipu koji se mogu koristiti za proučavanje različitih bolesti i genetskih terapija.

Pitanja za razmatranje

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