Serviço de engenharia de micróbios: as empresas agora podem comprar organismos sintéticos

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  Previsão Quantumrun
• 21 de dezembro de 2022

Resumo do insight

A biologia sintética trata da criação de órgãos substitutos e tipos únicos de organismos. Esta inovação levou empresas de biotecnologia e startups a oferecerem a descoberta de novos micróbios como um serviço, especialmente para o desenvolvimento de medicamentos e investigação de doenças. Outras implicações a longo prazo deste serviço poderiam incluir componentes biodegradáveis ​​para eletrônicos e organoides mais diversos para testes de drogas.

Contexto de serviço de engenharia de micróbios

Os biólogos descobriram que alguns micróbios não são apenas organismos potencialmente letais, mas também benéficos para a saúde humana. Esses "probióticos" — microrganismos vivos que melhoram nossa saúde quando consumidos adequadamente — são principalmente espécies de bactérias do ácido láctico já presentes em certos alimentos. Graças à tecnologia de sequenciamento de DNA de última geração, estamos aprendendo mais sobre os micróbios que nos chamam de lar – e como eles são importantes para nossa saúde.

Os cientistas estão projetando micróbios para terapia, criando novas cepas microbianas e buscando melhorias nas cepas existentes. Para alcançar essas inovações, os pesquisadores mudam e seguem os princípios da biologia sintética. As novas espécies de micróbios estarão além do que existe atualmente como definição de probióticos para aplicações alimentares. Em vez disso, a indústria farmacêutica pode adoptá-los como “farmabióticos” ou “produtos bioterapêuticos vivos”, de acordo com uma investigação publicada na Frontiers in Microbiology.

Muitos micróbios geneticamente modificados foram explorados para a entrega de antígenos de vacinação, mas poucos chegaram a testes clínicos em humanos. Outros usos potenciais para micróbios modificados incluem o tratamento de doenças autoimunes, inflamação, câncer, infecções e distúrbios metabólicos. Devido à utilidade dos micróbios geneticamente modificados, muitas empresas de biotecnologia estão explorando-os além da saúde e em vários setores, como agricultura e ciências dos materiais.

Impacto disruptivo

Em 2021, a startup de biotecnologia Zymergen, com sede nos Estados Unidos, anunciou seus planos para acelerar o desenvolvimento de novos produtos em biopolímeros e outros materiais para os setores de eletrônicos e cuidados com o consumidor. De acordo com o co-fundador Zach Serber, há um renascimento da ciência dos materiais devido à abundância de produtos químicos disponíveis através da biologia. Com mais de 75,000 biomoléculas à disposição da Zymergen, há pouca sobreposição entre o que pode ser encontrado na natureza e o que precisa ser comprado de fontes comerciais.

A oferta pública inicial da Zymergen em 2021 permitiu-lhe angariar 500 milhões de dólares, colocando o seu valor em aproximadamente 3 mil milhões de dólares. A empresa planeia lançar novos produtos através da biologia sintética dentro de cinco anos ou menos, a um décimo do custo dos produtos químicos e materiais tradicionais. De acordo com o documento apresentado à Comissão de Valores Mobiliários dos EUA (SEC), o prazo estimado para o lançamento de um produto é de aproximadamente cinco anos, custando US$ 50 milhões.

Outra área de pesquisa para micróbios geneticamente modificados está no campo dos fertilizantes químicos. Em 2022, os cientistas conduziram experimentos para substituir esses poluentes por micróbios geneticamente modificados. Os pesquisadores modificaram cepas mutantes de bactérias para colonizar as raízes das plantas de arroz e fornecer um fluxo constante de nitrogênio a elas. Eles poderiam fazer isso sem desperdício, modulando a quantidade de amônia produzida pelas bactérias. 

A equipe sugere que, no futuro, os pesquisadores possam criar bactérias especificamente para atender às necessidades das lavouras. Esse desenvolvimento reduziria o escoamento de nitrogênio e a eutrofização, um processo que ocorre quando os resíduos químicos do solo são levados para corpos d'água. 

Implicações dos serviços de engenharia microbiana

Implicações mais amplas dos serviços de engenharia microbiana podem incluir: 

• Empresas biofarmacêuticas que colaboram com empresas de biotecnologia para acelerar o desenvolvimento e os testes de medicamentos.
• Empresas estabelecidas da indústria química que diversificam suas operações criando ou investindo em startups de engenharia microbiana para criar micróbios projetados para produzir compostos químicos raros.
• Startups com foco no desenvolvimento de materiais biomédicos, como componentes mais resistentes, flexíveis e biodegradáveis ​​para eletrônicos.
• Avanços na tecnologia de edição e sequenciamento de genes resultam em aplicações mais amplas de componentes geneticamente modificados, como robôs vivos que podem se autorreparar.
• Mais colaboração entre instituições de pesquisa e biofarmacêuticas para descobrir novos patógenos e vacinas.
• Diversos organoides e protótipos de body-in-a-chip que podem ser usados ​​para estudar diferentes doenças e terapias genéticas.

Questões a considerar

• De que outra forma você acha que a engenharia de micróbios como um serviço mudará a pesquisa médica?
• Quais são os desafios potenciais do uso de materiais geneticamente modificados?