5 start-ups de biologia sintética que estão mudando o mundo

Escrito por Francisco Raio

Geralmente, são necessários milhões de anos para que um organismo evolua, desenvolva novas características e se adapte, o que acontece através da seleção natural, permitindo apenas o desenvolvimento dos melhores atributos. No entanto, essa não é mais a única maneira de um organismo mudar. A biologia sintética permite que os seres humanos modifiquem e criem organismos vivos com as características desejadas, sem ter que esperar milhões de anos ou confiar no que a natureza considera os "melhores" atributos. inovação.

Juntamente com a Inteligência Artificial, a Biologia Sintética é atualmente reconhecida como uma tecnologia inovadora que já está moldando o mundo em que vivemos. De alimentos e agricultura a programação de células, terapêutica de microbiomas e imunologia, aqui estão cinco startups incríveis que estão revolucionando nosso futuro.

Pivot Bio

A disponibilidade de nitrogênio no solo é crucial para o crescimento das plantas, para que as culturas possam se desenvolver adequadamente e produzir os alimentos que ingerimos todos os dias. Hoje, metade do suprimento de alimentos do mundo depende de fertilizantes sintéticos de nitrogênio, que contribuem para a poluição da água, zonas mortas do oceano e aquecimento global, enquanto previne que os micróbios do solo produzam nitrogênio naturalmente para nutrir as culturas alimentares. A Pivot Bio de Berkeley, Califórnia, está extraindo / utilizando as próprias características do solo, descartando os fertilizantes artificiais. Como os micróbios fixadores de nitrogênio já existem, mas estão adormecidos, a equipe da Pivot Bio está usando uma abordagem pioneira não-transgênica para despertar esses micróbios adormecidos. Após quase uma década de pesquisa, eles encontraram uma maneira de rastrear e caracterizar milhões de micróbios do solo para preparar os com potencial genético para fixar nitrogênio. Ao alavancar o poder da biologia, do aprendizado de máquina e da modelagem computacional, esses micróbios são aprimorados com a introdução de variações genéticas não-intergenéricas direcionadas [1] para se destacar na fixação e liberação de nitrogênio nas raízes das plantas. O potencial da ciência da Pivot Bio está revolucionando de uma maneira que pode transformar completamente a agricultura, melhorando o que já existe no solo. Seu objetivo é substituir fertilizantes sintéticos de nitrogênio por micróbios, que já existem no solo e fornecer nitrogênio para a planta.

Impossible Foods

Atualmente, um dos maiores desafios que a humanidade enfrenta é abordar a sustentabilidade. O setor de alimentos, em particular, abusa dos animais e do meio ambiente para alimentar a crescente população mundial. Segundo a FAO [2], até 2050, haverá quase 10 bilhões de pessoas na Terra e a demanda por carne, em particular, aumentará em 73%. Isso logo se tornará insustentável e são urgentemente necessárias alternativas.

Fundada em 2011 pelo co-fundador da PLOS e inventora dos microarranjos de DNA Dr. Patrick Brown, a Impossible Foods está produzindo deliciosas alternativas de carne à base de plantas que parecem, sentem e têm o sabor da coisa real! Para isso, a equipe está usando a biologia sintética para produzir heme à base de plantas (a molécula que liga átomos de ferro e oxigênio no sangue e é responsável pela cor vermelha e pelo sabor da carne animal). Impossível usa a sequência de DNA que codifica o heme de plantas de soja, que é introduzida em leveduras geneticamente modificadas [3]. Através de um processo normal de fermentação (semelhante à produção de cerveja), eles crescem o fermento e extraem o heme produzido por ele. Juntamente com proteínas de soja e batata, óleo de coco e girassol e alguns ligantes, o heme ajuda a dar cor e sabor à carne à base de plantas, tornando-a uma das alternativas mais realistas de carne à base de plantas do mercado. A empresa já lançou o 'Impossible Burger' e, mais recentemente, uma alternativa à carne de porco, a 'Impossible Pork'. Esses produtos mantêm um futuro promissor e sustentável para os alimentos, pois consomem menos recursos que o gado, além de não conter colesterol, antibióticos ou hormônios.

Ginkgo Bioworks

Todo mundo sabe que um computador roda em algum tipo de código que funciona mais ou menos como um conjunto de instruções para saber o que fazer, certo? Da mesma forma, todas as células de cada organismo vivo também funcionam com código, sendo este o código genético. A Ginkgo Bioworks está explorando a última para projetar células para executar as funções desejadas. Com base no princípio de que podemos programar células como programamos computadores, a equipe de cinco cientistas do MIT construiu uma plataforma que permite projetar de maneira personalizada qualquer célula para se comportar e produzir o que desejar pelo cliente. O produto ainda é uma propriedade intelectual, assim como um software escrito; mas, em vez de ser um software personalizado, é um genoma personalizado colocado dentro de uma célula. Eles se definem como "a empresa do organismo", capaz de projetar e criar protótipos rápidos de um organismo vivo com as características desejadas. A equipe da Ginkgo está usando robôs, como estações de manuseio automatizadas de líquidos e biologia sintética, com o objetivo de acelerar as fases de pesquisa e desenvolvimento da maioria das empresas de biotecnologia e farmacêutica. A plataforma possui um enorme potencial para impulsionar a inovação e o crescimento das idéias mais brilhantes em vários campos, como materiais, química, roupas, alimentos e produtos farmacêuticos. Os clientes já incluem grandes nomes, como a Bayer, que os abordou para criar sementes que requerem menos fertilizantes para o crescimento.

CHAIN ​​Biotech

O microbioma é freqüentemente considerado nosso segundo genoma, embora pertença às bactérias que vivem em nossos corpos e não às nossas próprias células. No entanto, com o avanço das técnicas de seqüenciamento e a diminuição dos custos associados, nossa compreensão desse material genético especial e de seus proprietários aumentou dramaticamente [4]. A CHAIN ​​Biotech, uma empresa de terapêutica de microbiomas sediada no Reino Unido, está usando esse conhecimento crescente em conjunto com a biologia sintética para projetar alguns micróbios para trabalhar a nosso favor e oferecer terapias específicas. Eles são chamados de "bioterapêuticos vivos superiores" e são construídos sobre o Clostridia projetado, uma classe dominante de bactérias anaeróbias benéficas encontradas no intestino humano. O que a equipe desenvolveu é uma plataforma proprietária de desenvolvimento de medicamentos que permite uma entrega direcionada, segura e controlável de medicamentos ao cólon. Isso é possível graças ao uso de uma cepa única, mas altamente eficaz, de Clostridium. Essa abordagem é um pouco revolucionária na maneira como usa a biologia sintética para permitir que os micróbios benéficos existentes se tornem sistemas naturais de administração de medicamentos. No momento, o CHAIN ​​está focado em fornecer moléculas que impactam a barreira intestinal e o sistema imunológico da mucosa, micróbios intestinais residentes e outros órgãos acessíveis através do intestino através de redes de sinalização neural e imunológica. O próximo passo é gerar fortes dados clínicos sobre sua cepa de Clostridium projetada, que produz metabólitos anti-inflamatórios e protetores celulares, visando a doença inflamatória intestinal.

Prokarium

A beleza da biologia é que é a tecnologia de fabricação mais avançada que existe. Com o conhecimento certo, podemos instruir as células a trabalhar a nosso favor e algumas podem até reengenhar a maneira como alguns de nossos sistemas naturais funcionam ou direcionar sistemas não benéficos para destruí-los. A Prokarium está aproveitando o melhor de nosso conhecimento em imunologia e oncologia junto com a biologia sintética para produzir vacinas direcionadas e imunoterapias inteligentes contra o câncer. Por um lado, seu conjunto de bactérias patenteadas está sendo usado para instruir nosso sistema imunológico. Após atingir o intestino delgado, essas bactérias são fagocitadas por células apresentadoras de antígenos (ou APCs, responsáveis ​​por sinalizar organismos estranhos para que as células imunológicas possam eliminá-las). Os antígenos específicos que os programamos para transportar são mostrados pelas APCs, desencadeando as respostas imunes celulares e humorais desejadas que têm como alvo a doença a ser tratada. Por outro lado, a equipe está usando a mesma experiência, mas aplicada a bactérias que colonizam tumores sólidos, que também podem ser projetadas para fornecer carga imunoestimuladora específica, com o objetivo de ativar o sistema imunológico do paciente para destruir tumores [5]. Juntas, essas plataformas bacterianas projetadas possuem um grande potencial para o desenvolvimento de terapias direcionadas que evitam o dano do tecido saudável causado pelas terapias tradicionais. No momento, o Prokarium está desenvolvendo vacinas contra febre entérica (já em estágio clínico), clamídia e peste, enquanto explora a segunda plataforma na área de oncologia para tumores sólidos.

Blog original: https://www.science-entrepreneur.com/blog-1/5-synthetic-biology-startups-that-are-changing-the-world

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