Layanan rekayasa mikroba: Perusahaan sekarang dapat membeli organisme sintetis

• Penulis:
• nama penulis

  Pandangan ke Depan Quantumrun
• Desember 21, 2022

Ringkasan wawasan

Biologi sintetik berkaitan dengan penciptaan organ pengganti dan jenis organisme unik. Inovasi ini menyebabkan perusahaan bioteknologi dan startup menawarkan penemuan mikroba baru sebagai layanan, khususnya untuk pengembangan obat dan penelitian penyakit. Implikasi jangka panjang lainnya dari layanan ini dapat mencakup komponen elektronik yang dapat terbiodegradasi dan organoid yang lebih beragam untuk pengujian obat.

Konteks layanan rekayasa mikroba

Ahli biologi telah menemukan bahwa beberapa mikroba bukan hanya organisme yang berpotensi mematikan tetapi juga bermanfaat bagi kesehatan manusia. "Probiotik" ini—mikroorganisme hidup yang meningkatkan kesehatan kita bila dikonsumsi secara memadai—terutama adalah spesies bakteri asam laktat yang sudah ada dalam makanan tertentu. Berkat teknologi pengurutan DNA generasi berikutnya, kami belajar lebih banyak tentang mikroba yang memanggil kita pulang — dan betapa pentingnya mereka bagi kesehatan kita.

Para ilmuwan sedang merekayasa mikroba untuk terapi, menciptakan strain mikroba baru, dan menargetkan perbaikan pada strain yang sudah ada. Untuk mencapai inovasi tersebut, para peneliti bermutasi dan mengikuti prinsip biologi sintetik. Spesies mikroba baru ini akan melampaui apa yang ada saat ini sebagai definisi probiotik untuk aplikasi makanan. Sebaliknya, industri farmasi mungkin mengadopsinya sebagai "pharmabiotik" atau "produk bioterapi hidup", menurut penelitian yang dipublikasikan di Frontiers in Microbiology.

Banyak mikroba rekayasa genetika telah dieksplorasi untuk pengiriman antigen vaksinasi, tetapi hanya sedikit yang mencapai uji klinis pada manusia. Kegunaan potensial lainnya untuk mikroba yang direkayasa termasuk mengobati penyakit autoimun, peradangan, kanker, infeksi, dan gangguan metabolisme. Karena kegunaan mikroba hasil rekayasa genetika, banyak perusahaan biotek mengeksplorasinya di luar kesehatan dan ke berbagai sektor, seperti pertanian dan ilmu material.

Dampak yang mengganggu

Pada tahun 2021, startup bioteknologi yang berbasis di AS, Zymergen, mengumumkan rencananya untuk mempercepat pengembangan produk baru dalam biopolimer dan bahan lainnya untuk sektor elektronik dan perawatan konsumen. Menurut co-founder Zach Serber, ada kebangkitan ilmu material karena banyaknya bahan kimia yang tersedia melalui biologi. Dengan lebih dari 75,000 biomolekul yang tersedia di Zymergen, terdapat sedikit tumpang tindih antara apa yang dapat ditemukan di alam dan apa yang perlu dibeli dari sumber komersial.

Penawaran umum perdana Zymergen pada tahun 2021 memungkinkannya mengumpulkan USD $500 juta, sehingga nilainya sekitar USD $3 miliar. Perusahaan berencana meluncurkan produk baru melalui biologi sintetik dalam lima tahun atau kurang dengan biaya sepersepuluh dari biaya bahan kimia dan bahan tradisional. Menurut pengajuannya ke Komisi Sekuritas dan Bursa AS (SEC), perkiraan waktu peluncuran suatu produk adalah sekitar lima tahun, dengan biaya USD $50 juta.

Bidang penelitian lain untuk mikroba hasil rekayasa genetika adalah bidang pupuk kimia. Pada tahun 2022, para ilmuwan melakukan eksperimen untuk mengganti polutan ini dengan mikroba hasil rekayasa genetika. Para peneliti memodifikasi strain bakteri mutan untuk mengkolonisasi akar tanaman padi dan mengirimkan aliran nitrogen yang stabil ke akar tersebut. Mereka dapat melakukannya tanpa pemborosan dengan memodulasi jumlah amonia yang dihasilkan bakteri. 

Tim menyarankan bahwa, di masa depan, para peneliti dapat membuat bakteri khusus untuk memenuhi kebutuhan tanaman. Perkembangan ini akan mengurangi limpasan nitrogen dan eutrofikasi, suatu proses yang terjadi ketika limbah kimia dari tanah terbawa ke badan air. 

Implikasi layanan rekayasa mikroba

Implikasi yang lebih luas dari layanan rekayasa mikro dapat mencakup: 

• Perusahaan biofarma berkolaborasi dengan perusahaan biotek untuk mempercepat pengembangan dan pengujian obat.
• Perusahaan industri bahan kimia yang sudah mapan mendiversifikasi operasinya dengan menciptakan atau berinvestasi di perusahaan rintisan rekayasa mikroba untuk menciptakan mikroba yang direkayasa untuk menghasilkan senyawa kimia langka.
• Startup yang berfokus pada pengembangan bahan biomedis, seperti komponen elektronik yang lebih kuat, lebih fleksibel, dan dapat terurai secara hayati.
• Kemajuan dalam teknologi penyuntingan dan pengurutan gen menghasilkan aplikasi yang lebih luas dari komponen rekayasa genetika, seperti robot hidup yang dapat memperbaiki diri sendiri.
• Lebih banyak kolaborasi antara lembaga penelitian dan biofarma untuk menemukan patogen dan vaksin baru.
• Beragam organoid dan prototipe body-in-a-chip yang dapat digunakan untuk mempelajari berbagai penyakit dan terapi genetik.

Pertanyaan untuk dipertimbangkan

• Menurut Anda, bagaimana lagi rekayasa mikroba sebagai layanan akan mengubah penelitian medis?
• Apa tantangan potensial menggunakan bahan rekayasa genetika?