Moléculas sob demanda: um catálogo de moléculas prontamente disponíveis

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Moléculas sob demanda: um catálogo de moléculas prontamente disponíveis

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As empresas de ciências da vida usam a biologia sintética e os avanços da engenharia genética para criar qualquer molécula conforme necessário.
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      Previsão Quantumrun
    • 22 de dezembro de 2022

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    A biologia sintética é uma ciência da vida emergente que aplica princípios de engenharia à biologia para criar novas peças e sistemas. Na descoberta de medicamentos, a biologia sintética tem o potencial de revolucionar o tratamento médico ao criar moléculas sob demanda.

    Contexto de moléculas sob demanda

    A engenharia metabólica permite que os cientistas usem células modificadas para criar moléculas novas e sustentáveis, como biocombustíveis renováveis ​​ou medicamentos que previnem o câncer. Com as muitas possibilidades que a engenharia metabólica oferece, foi considerada uma das “Dez Principais Tecnologias Emergentes” pelo Fórum Econômico Mundial em 2016. Além disso, espera-se que a biologia industrializada ajude a desenvolver bioprodutos e materiais renováveis, melhorar as culturas e permitir novas aplicações biomédicas.

    O principal objetivo da biologia sintética ou criada em laboratório é usar princípios de engenharia para melhorar a engenharia genética e metabólica. A biologia sintética também envolve tarefas não metabólicas, como modificações genéticas que eliminam mosquitos transmissores de malária ou microbiomas modificados que poderiam potencialmente substituir fertilizantes químicos. Essa disciplina está crescendo rapidamente, apoiada por avanços na fenotipagem de alto rendimento (o processo de avaliação de composição ou características genéticas), acelerando os recursos de síntese e sequenciamento de DNA e a edição genética habilitada para CRISPR.

    À medida que essas tecnologias avançam, também aumentam as capacidades dos pesquisadores para criar moléculas e micróbios sob demanda para todos os tipos de pesquisa. Em particular, o aprendizado de máquina (ML) é uma ferramenta eficaz que pode acelerar a criação de moléculas sintéticas, prevendo como um sistema biológico se comportará. Ao compreender os padrões em dados experimentais, o ML pode fornecer previsões sem a necessidade de um entendimento intensivo de como ele funciona.

    Impacto disruptivo

    Moléculas sob demanda exibem o maior potencial na descoberta de medicamentos. Um alvo de droga é uma molécula baseada em proteína que desempenha um papel na causa dos sintomas da doença. As drogas agem nessas moléculas para alterar ou interromper as funções que levam aos sintomas da doença. Para encontrar drogas em potencial, os cientistas costumam usar o método inverso, que estuda uma reação conhecida para determinar quais moléculas estão envolvidas nessa função. Essa técnica é chamada de deconvolução de destino. Requer estudos químicos e microbiológicos complexos para identificar qual molécula executa a função desejada.

    A biologia sintética na descoberta de medicamentos permite que os cientistas criem novas ferramentas para investigar os mecanismos da doença em nível molecular. Uma maneira de fazer isso é projetando circuitos sintéticos, que são sistemas vivos que podem fornecer informações sobre quais processos estão ocorrendo no nível celular. Essas abordagens de biologia sintética para a descoberta de drogas, conhecidas como mineração do genoma, revolucionaram a medicina.

    Um exemplo de empresa que fornece moléculas sob demanda é a GreenPharma, com sede na França. De acordo com o site da empresa, a Greenpharma cria produtos químicos para as indústrias farmacêutica, cosmética, agrícola e de química fina a um preço acessível. Eles produzem moléculas de síntese personalizadas em níveis de gramas a miligramas. A empresa fornece a cada cliente um gerente de projeto designado (Ph.D.) e intervalos regulares de relatórios. Outra empresa de ciências da vida que oferece esse serviço é a canadense OTAVAChemicals, que possui uma coleção de 12 bilhões de moléculas acessíveis sob demanda com base em 44 mil blocos de construção e XNUMX reações internas. 

    Implicações de moléculas sob demanda

    Implicações mais amplas de moléculas sob demanda podem incluir: 

    • Empresa de ciências biológicas que investe em inteligência artificial e ML para descobrir novas moléculas e componentes químicos para adicionar aos seus bancos de dados.
    • Mais empresas com acesso mais fácil às moléculas precisavam explorar mais e desenvolver produtos e ferramentas. 
    • Alguns cientistas pedem regulamentos ou padrões para garantir que as empresas não estejam usando algumas moléculas para pesquisa e desenvolvimento ilegais.
    • As empresas biofarmacêuticas investem pesadamente em seus laboratórios de pesquisa para permitir a engenharia de micróbios sob demanda como um serviço para outras empresas de biotecnologia e organizações de pesquisa.
    • A biologia sintética permite o desenvolvimento de robôs vivos e nanopartículas que podem realizar cirurgias e terapias genéticas.

    Perguntas para comentar

    • Quais são alguns outros casos de uso potencial de moléculas sob demanda?
    • De que outra forma esse serviço pode mudar a pesquisa e o desenvolvimento científico?

    Referências de insights

    Os seguintes links populares e institucionais foram referenciados para esta percepção: