Microbe-engineeringservice: bedrijven kunnen nu synthetische organismen kopen

• Auteur:
• auteursnaam

  Quantumrun-prognose
• 21 december 2022

Samenvatting inzicht

Synthetische biologie houdt zich bezig met het creëren van vervangende organen en unieke soorten organismen. Deze innovatie heeft ertoe geleid dat biotechbedrijven en startups de ontdekking van nieuwe microben als een dienst aanbieden, met name voor de ontwikkeling van geneesmiddelen en ziekteonderzoek. Andere implicaties op de lange termijn van deze dienst zouden biologisch afbreekbare componenten voor elektronica en meer diverse organoïden voor het testen van medicijnen kunnen zijn.

Microbe-engineering servicecontext

Biologen hebben ontdekt dat sommige microben niet alleen potentieel dodelijke organismen zijn, maar ook gunstig zijn voor de menselijke gezondheid. Deze "probiotica" - levende micro-organismen die onze gezondheid verbeteren als ze op de juiste manier worden geconsumeerd - zijn voornamelijk soorten melkzuurbacteriën die al in bepaalde voedingsmiddelen aanwezig zijn. Dankzij de volgende generatie DNA-sequencingtechnologie leren we meer over de microben die ons thuis noemen - en hoe belangrijk ze zijn voor onze gezondheid.

Wetenschappers ontwikkelen microben voor therapie, creëren nieuwe microbiële stammen en richten zich op verbeteringen van bestaande stammen. Om deze innovaties te bereiken muteren en volgen onderzoekers de principes van de synthetische biologie. De nieuwe microbensoort zal verder gaan dan wat momenteel bestaat als probiotische definitie voor voedseltoepassingen. In plaats daarvan zou de farmaceutische industrie ze kunnen omarmen als ‘farmaceutica’ of ‘levende biotherapeutische producten’, zo blijkt uit onderzoek gepubliceerd in Frontiers in Microbiology.

Veel genetisch gemanipuleerde microben zijn onderzocht voor de afgifte van vaccinatie-antigeen, maar weinigen hebben klinische proeven bij mensen bereikt. Andere mogelijke toepassingen voor gemanipuleerde microben zijn onder meer de behandeling van auto-immuunziekten, ontstekingen, kanker, infecties en stofwisselingsstoornissen. Vanwege het nut van genetisch gemanipuleerde microben, onderzoeken veel biotechbedrijven ze buiten de gezondheid en in verschillende sectoren, zoals landbouw en materiaalwetenschappen.

Disruptieve impact

In 2021 kondigde de in de VS gevestigde biotechnologie-startup Zymergen zijn plannen aan om de ontwikkeling van nieuwe producten in biopolymeren en andere materialen voor de sectoren elektronica en consumentenzorg te versnellen. Volgens mede-oprichter Zach Serber is er een renaissance van de materiaalwetenschap vanwege de overvloed aan chemicaliën die via de biologie beschikbaar zijn. Met meer dan 75,000 biomoleculen waarover Zymergen beschikt, is er weinig overlap tussen wat er in de natuur te vinden is en wat er van commerciële bronnen moet worden gekocht.

Dankzij de beursintroductie van Zymergen in 2021 kon het 500 miljoen dollar ophalen, waardoor de waarde op ongeveer 3 miljard dollar kwam. Het bedrijf is van plan om binnen vijf jaar of minder nieuwe producten op de markt te brengen via synthetische biologie, tegen een tiende van de kosten van traditionele chemicaliën en materialen. Volgens de aanvraag bij de Amerikaanse Securities and Exchange Commission (SEC) bedraagt ​​de geschatte tijdlijn voor de lancering van een product ongeveer vijf jaar, wat 50 miljoen dollar kost.

Een ander onderzoeksgebied voor genetisch gemanipuleerde microben is de ruimte voor kunstmest. In 2022 voerden wetenschappers experimenten uit om deze verontreinigende stoffen te vervangen door genetisch gemanipuleerde microben. De onderzoekers hebben gemuteerde bacteriestammen aangepast om de wortels van rijstplanten te koloniseren en ze een gestage stroom stikstof te geven. Ze konden dit doen zonder verspilling door de hoeveelheid ammoniak die de bacteriën produceerden te moduleren. 

Het team suggereert dat onderzoekers in de toekomst bacteriën kunnen creëren die specifiek zijn afgestemd op de behoeften van gewassen. Deze ontwikkeling zou de afvoer van stikstof en eutrofiëring verminderen, een proces dat optreedt wanneer chemisch afval uit de bodem wegspoelt in watermassa's. 

Implicaties van microbe-engineeringservices

Bredere implicaties van diensten voor microbe-engineering kunnen zijn: 

• Biofarmaceutische bedrijven werken samen met biotechbedrijven om de ontwikkeling en het testen van geneesmiddelen te versnellen.
• Gevestigde bedrijven in de chemische industrie die hun activiteiten diversifiëren door startups op het gebied van microbe-engineering te creëren of erin te investeren om microben te creëren die zijn ontworpen om zeldzame chemische verbindingen te produceren.
• Startups die zich richten op de ontwikkeling van biomedisch materiaal, zoals stevigere, flexibelere, biologisch afbreekbare componenten voor elektronica.
• Vooruitgang in genbewerkings- en sequentietechnologie resulteert in uitgebreidere toepassingen van genetisch gemanipuleerde componenten, zoals levende robots die zichzelf kunnen repareren.
• Meer samenwerking tussen onderzoeksinstellingen en biofarma om nieuwe ziekteverwekkers en vaccins te ontdekken.
• Diverse organoïden en body-in-a-chip-prototypes die kunnen worden gebruikt om verschillende ziekten en genetische therapieën te bestuderen.

Vragen om te overwegen

• Hoe denk je anders dat microbe engineering as a service medisch onderzoek zal veranderen?
• Wat zijn de mogelijke uitdagingen bij het gebruik van genetisch gemanipuleerde materialen?