Usługa inżynierii mikrobów: Firmy mogą teraz kupować syntetyczne organizmy

• Autor:
• nazwisko autora

  Foresight Quantumrun
• 21 grudnia 2022 r.

Podsumowanie spostrzeżeń

Biologia syntetyczna zajmuje się tworzeniem narządów zastępczych i unikalnych rodzajów organizmów. Ta innowacja doprowadziła do tego, że firmy i start-upy biotechnologiczne oferują odkrywanie nowych drobnoustrojów jako usługę, szczególnie na potrzeby opracowywania leków i badań nad chorobami. Inne długoterminowe konsekwencje tej usługi mogą obejmować biodegradowalne komponenty do elektroniki i bardziej zróżnicowane organoidy do testowania narkotyków.

Kontekst usługi inżynierii mikrobów

Biolodzy odkryli, że niektóre drobnoustroje są nie tylko organizmami potencjalnie śmiercionośnymi, ale także korzystnymi dla zdrowia ludzkiego. Te „probiotyki” – żywe mikroorganizmy, które poprawiają nasze zdrowie, gdy są odpowiednio spożywane – to głównie gatunki bakterii kwasu mlekowego już obecne w niektórych pokarmach. Dzięki nowej generacji technologii sekwencjonowania DNA dowiadujemy się więcej o drobnoustrojach, które nazywają nas domem — i o tym, jak ważne są dla naszego zdrowia.

Naukowcy opracowują drobnoustroje na potrzeby terapii, tworząc nowe szczepy drobnoustrojów i opracowując ulepszenia istniejących szczepów. Aby osiągnąć te innowacje, badacze mutują i przestrzegają zasad biologii syntetycznej. Nowy gatunek drobnoustroju będzie wykraczał poza obecną definicję probiotyku w zastosowaniach spożywczych. Zamiast tego, jak wynika z badań opublikowanych w Frontiers in Microbiology, przemysł farmaceutyczny może przyjąć je jako „farmabiotyki” lub „żywe produkty bioterapeutyczne”.

Zbadano wiele drobnoustrojów zmodyfikowanych genetycznie pod kątem dostarczania antygenu szczepionkowego, ale niewiele z nich dotarło do badań klinicznych na ludziach. Inne potencjalne zastosowania zmodyfikowanych drobnoustrojów obejmują leczenie chorób autoimmunologicznych, stanów zapalnych, raka, infekcji i zaburzeń metabolicznych. Ze względu na przydatność genetycznie modyfikowanych drobnoustrojów wiele firm biotechnologicznych bada je poza zdrowiem i w różnych sektorach, takich jak rolnictwo i materiałoznawstwo.

Zakłócający wpływ

W 2021 roku amerykański start-up biotechnologiczny Zymergen ogłosił plany przyspieszenia rozwoju nowych produktów z biopolimerów i innych materiałów dla sektora elektronicznego i produktów konsumenckich. Według współzałożyciela, Zacha Serbera, nastąpił renesans materiałoznawstwa ze względu na obfitość chemikaliów dostępnych w biologii. Mając do dyspozycji ponad 75,000 XNUMX biomolekuł, Zymergen w niewielkim stopniu pokrywa się z tym, co można znaleźć w przyrodzie, a tym, co należy kupić ze źródeł komercyjnych.

Pierwsza oferta publiczna Zymergenu przeprowadzona w 2021 r. pozwoliła mu pozyskać 500 mln dolarów, co daje jego wartość na poziomie około 3 miliardów dolarów. Firma planuje wprowadzić na rynek nowe produkty wykorzystujące biologię syntetyczną w ciągu maksymalnie pięciu lat, przy cenie jednej dziesiątej kosztów tradycyjnych chemikaliów i materiałów. Według dokumentów złożonych w amerykańskiej Komisji Papierów Wartościowych i Giełd (SEC) szacowany czas wprowadzenia produktu na rynek wynosi około pięciu lat, a jego koszt wynosi 50 milionów dolarów.

Innym obszarem badań genetycznie zmodyfikowanych drobnoustrojów jest przestrzeń nawozów chemicznych. W 2022 roku naukowcy przeprowadzili eksperymenty, aby zastąpić te zanieczyszczenia genetycznie zmodyfikowanymi drobnoustrojami. Naukowcy zmodyfikowali zmutowane szczepy bakterii, aby kolonizowały korzenie roślin ryżu i dostarczały im stały strumień azotu. Mogli to zrobić bez odpadów, modulując ilość amoniaku wytwarzanego przez bakterie. 

Zespół sugeruje, że w przyszłości naukowcy mogą stworzyć bakterie specjalnie do potrzeb upraw. Rozwój ten ograniczyłby spływ azotu i eutrofizację, proces, który występuje, gdy odpady chemiczne z gleby są zmywane do zbiorników wodnych. 

Implikacje usług inżynierii mikrobów

Szersze implikacje usług inżynierii mikrobów mogą obejmować: 

• Firmy biofarmaceutyczne współpracujące z firmami biotechnologicznymi w celu przyspieszenia opracowywania i testowania leków.
• Firmy z branży chemicznej o ugruntowanej pozycji dywersyfikują swoją działalność, tworząc lub inwestując w start-upy zajmujące się inżynierią mikroorganizmów, aby tworzyć mikroby zaprojektowane do produkcji rzadkich związków chemicznych.
• Startupy koncentrujące się na rozwoju materiałów biomedycznych, takich jak mocniejsze, bardziej elastyczne, biodegradowalne komponenty do elektroniki.
• Postępy w technologii edycji i sekwencjonowania genów skutkujące bardziej ekspansywnymi zastosowaniami komponentów genetycznie zmodyfikowanych, takich jak żywe roboty, które mogą się samonaprawiać.
• Większa współpraca między instytucjami badawczymi i biofarmacją w celu odkrywania nowych patogenów i szczepionek.
• Różnorodne organoidy i prototypy ciała w chipie, które można wykorzystać do badania różnych chorób i terapii genetycznych.

Pytania do rozważenia

• Jak inaczej twoim zdaniem inżynieria mikrobów jako usługa zmieni badania medyczne?
• Jakie są potencjalne wyzwania związane z wykorzystaniem materiałów inżynierii genetycznej?