Πώς η βιομηχανία περιποίησης δέρματος στρέφεται στην επεξεργασία γονιδίων σε έναν αγώνα ενάντια στον χρόνο

Η ρουτίνα περιποίησης της επιδερμίδας σας μπορεί να χρειάζεται αναβάθμιση – αλλά όχι επειδή γερνάτε. Τα ενεργά συστατικά που χρησιμοποιούνται στα καλλυντικά μπορεί να είναι καλά για το δέρμα σας αλλά όχι για τον πλανήτη. Πολλά από αυτά προέρχονται από σπάνια φυτά ή ανυποψίαστα ζώα. Για παράδειγμα, το σκουαλένιο, ένα κοινό συστατικό σε κρέμες και ορούς, συλλέγεται από συκώτια καρχαρία. Αυτό αποτελεί πρόβλημα – και όχι μόνο για τα απειλούμενα είδη, αλλά για την ασφάλεια της εφοδιαστικής αλυσίδας, τον έλεγχο των τιμών και τη διασφάλιση της σταθερής ποιότητας αυτών των συστατικών.

Η περιποίηση του δέρματος είναι α Αγορά 100 δισεκατομμυρίων δολαρίων. Δεν είναι περίεργο που οι αναδυόμενες εταιρείες βιοτεχνολογίας κινούνται σε αυτόν τον τομέα. Αυτό που φέρνουν στο τραπέζι είναι καθαρότερες και πιο πράσινες εναλλακτικές λύσεις στα προϊόντα που ήδη χρησιμοποιούμε. Αντί να συλλέγονται από άγρια ​​φυτά, τα βασικά συστατικά που χρησιμοποιούνται στα καλλυντικά μπορούν να παραχθούν από καλλιεργούμενες καλλιέργειες, όπως το ζαχαροκάλαμο, χρησιμοποιώντας ζύμωση ακριβείας. Αυτή η τεχνολογία είναι ικανή να παράγει ένζυμα υψηλής καθαρότητας, βιταμίνες, αρώματα, φυσικές χρωστικές ουσίες και ενεργά μόρια σε ένα ελεγχόμενο περιβάλλον με ένα κλάσμα του κόστους.

Τα προϊόντα περιποίησης δέρματος με βάση τα βιολογικά προϊόντα κυκλοφορούν ήδη στην αγορά. Βιοποικιλότητα, το οποίο ανήκει στην ΑμύρηςAMRS
(Nasdaq: AMRS), είναι το η ταχύτερα αναπτυσσόμενη μάρκα στα Sephora που έχει ως κύριο συστατικό το σκουαλένιο. Η Amyris έχει αντικαταστήσει το σκουαλένιο που προέρχεται από τον καρχαρία με το προϊόν ζύμωσης ακριβείας που αντιπροσωπεύει τώρα το 60% της παγκόσμιας αγοράς για τη χημική ουσία. Ένα άλλο παράδειγμα βιοτεχνολογίας που εισέρχεται στην περιποίηση δέρματος είναι μια εταιρεία που ονομάζεται Μητέρα βρωμιά, που ξεκίνησε από έναν επιστήμονα του MIT το 2015. Η σειρά προϊόντων τους περιέχει έναν συνδυασμό έξυπνων συστατικών και προβιοτικών που έχουν σχεδιαστεί για να συνεργάζονται για να εξισορροπούν το μικροβίωμα του δέρματος, με την επιστήμη να το υποστηρίζει. Η ιδρύτριά της, Jasmina Aganovic, έκτοτε ξεκίνησε μια άλλη εταιρεία που ονομάζεται αρχαία που στοχεύει να αξιοποιήσει ολόκληρο το δέντρο της ζωής για να αναπτύξει προηγουμένως απρόσιτα συστατικά.

«Η βιοτεχνολογία μας δίνει τη δυνατότητα να επεκτείνουμε την παλέτα συστατικών της βιομηχανίας ομορφιάς σε μόρια σε όλα τα μέρη του δέντρου της ζωής, ηθικά και βιώσιμα», είπε η Jasmina. «Στην Arcaea, βλέπουμε πώς μπορούν να εφαρμοστούν με ισχυρούς τρόπους στην ομορφιά για τη δημιουργία νέων κατηγοριών συστατικών και λειτουργικότητας προϊόντων».

Πράγματι, η καινοτομία στη βιοτεχνολογία μπορεί να υπερβεί την αντικατάσταση των υπαρχόντων συστατικών και να συμβάλει στην εισαγωγή νέων προϊόντων που είναι καλύτερα από αυτά που υπάρχουν επί του παρόντος στα ράφια μας. Κάλεσε μια σχετικά νέα εταιρεία βιοτεχνολογίας Sestina Bio επιδιώκει αυτά τα ειδικά συστατικά. Ο πρώτος εμπορικός στόχος τους είναι η bakuchiol, μια φυσική εναλλακτική λύση ρετινόλης που δεν προκαλεί την ευαισθησία και τον ερεθισμό στην υπεριώδη ακτινοβολία που προκαλεί η ρετινόλη. Το μειονέκτημα της χρήσης αυτού του υπερ-μορίου είναι ότι η bakuchiol προέρχεται αυτήν τη στιγμή από ένα απειλούμενο φυτό, επομένως η αλυσίδα εφοδιασμού της δεν κλιμακώνεται – και η τιμή αυξάνεται με τη ζήτηση. Η Sestina έχει ξεκινήσει να παράγει αυτό το πολυπόθητο συστατικό χρησιμοποιώντας συνθετική βιολογία και ζύμωση ακριβείας.

Αλλά η ανάπτυξη μιας νέας διαδικασίας βιοπαραγωγής δεν είναι εύκολο κατόρθωμα: πρώτα, πρέπει να καταλάβετε πώς να φτιάξετε αυτό το προϊόν σε έναν μικροοργανισμό όπως η μαγιά και μετά να δημιουργήσετε ένα στέλεχος που μπορεί να παράγει εμπορικές ποσότητες και είναι αρκετά ανθεκτικό για να αναπτυχθεί σε βιομηχανικές συνθήκες προτού μπορέσετε να αυξήσετε την παραγωγή. Αυτή η διαδικασία συχνά διαρκεί χρόνια. Αλλά η Sestina μπόρεσε να αναπτύξει ένα έτοιμο για κλιμάκωση στέλεχος σε λιγότερο από 12 μήνες. Αυτό είναι ένα άνευ προηγουμένου χρονοδιάγραμμα για την ανάπτυξη νέων προϊόντων στον κλάδο της βιοτεχνολογίας. Κατάφεραν να ξεπεράσουν το όριο του ενός έτους χρησιμοποιώντας την επιστήμη δεδομένων και τα εργαλεία μηχανικής γονιδιώματος αιχμής, όπως το Inscripta's Όνυχας^® πλατφόρμες.

Για εταιρείες όπως η Sestina, η Inscripta εκσυγχρονίζει τη διαδικασία μηχανικής καταπόνησης με το όργανό τους Onyx που κάνει επεξεργασία CRISPR και πολλά άλλα μέσα σε ένα μαύρο κουτί. Ο τρόπος που λειτουργεί είναι ότι βάζετε ένα τυπικό στέλεχος ζύμης και μετά από 2-4 ημέρες επιστρέφει χιλιάδες κατασκευασμένα κύτταρα που μπορούν να ελεγχθούν για βελτίωση. Ακούγεται σαν μαγικό; Δεν είναι. Είναι στην πραγματικότητα ένας συνδυασμός λογισμικού βιοπληροφορικής, προηγμένης μικρορευστικότητας, προσαρμοσμένης χημείας, βελτιστοποιημένων ενζύμων και υπολογιστικής ισχύος που επιτρέπει σε αυτό το μηχάνημα να κάνει ό,τι μπορεί να κάνει ένα πλήρες εργαστήριο – αλλά πολύ πιο γρήγορα. Με αυτό, έργα που χρειάζονταν χρόνια μπορούν τώρα να γίνουν σε λίγους μόνο μήνες, και η ιστορία επιτυχίας του Bakuchiol της Sestina το αποδεικνύει.

«Η δημιουργία ενός στελέχους Bakuchiol που μπορεί να επιβιώσει στις δυσκολίες της κλιμάκωσης και να κερδίσει στην παραγωγή απαιτούσε σημαντική βελτίωση ενζύμων και απροσδόκητες τροποποιήσεις ολόκληρου του γονιδιώματος που υποστηρίζουν την οδό. Το Onyx μας επέτρεψε να επιτύχουμε γρήγορα και τους δύο στόχους παράλληλα, επιταχύνοντας σημαντικά ολόκληρη τη διαδικασία μας», δήλωσε ο Andrew Horwitz, Αντιπρόεδρος Ε&Α στη Sestina Bio, στο ένα δελτίο τύπου.

Το Bakuchiol είναι ένα από τα πρώτα εμπορικά βιοπροϊόντα που έχει αναπτυχθεί με τη βοήθεια της πλατφόρμας Onyx. Αλλά και άλλες εταιρείες συνθετικής βιολογίας που εργάζονται στον χώρο των συστατικών προσπαθούν επίσης να επιταχύνουν τη διαδικασία ανάπτυξης των προϊόντων τους με το όργανο Onyx της Inscripta. Εκείνοι που χρησιμοποιούν την τεχνολογία της Inscripta περιλαμβάνουν γίγαντες όπως Αμύρης, Ginkgo Bioworks, να Willow Biosciences. Η Willow Biosciences εργάζεται για την παραγωγή συστατικών υψηλής καθαρότητας για την προσωπική φροντίδα, τα τρόφιμα και τα ποτά και τις φαρμακευτικές αγορές, όπως η κανναβιγερόλη ("CBG"), το πρώτο εμπορικό συστατικό στο χαρτοφυλάκιό της.

Η ίδια η Inscripta δεν αναζητά συγκεκριμένα συστατικά, αλλά παρέχει τα εργαλεία στις εταιρείες συνθετικής βιολογίας για να επιτύχουν τους στόχους τους πιο γρήγορα επιταχύνοντας την έρευνα, το σχεδιασμό και την ανάπτυξη διεργασιών νέων εμπορικών προϊόντων. Η Ginkgo Bioworks κάνει επίσης τη μηχανική στελέχους ως υπηρεσία: έχουν συνεργαστεί με εταιρείες όπως Givaudan και Νήματα μπουλονιών να βοηθήσει στη μετατροπή των συστατικών που προέρχονται από τη φύση σε πιο βιώσιμες εκδόσεις κατασκευασμένες σε μικρόβια.

Κατά μία έννοια, αυτό που κάνουν εταιρείες όπως η Inscripta και το Ginkgo είναι να παρέχουν τις παροιμιώδεις «επιλογές και φτυάρια» για την αγορά βιώσιμων συστατικών goldrush. Η τεχνολογία τους μπορεί να βοηθήσει στη μείωση των χρόνων ανάπτυξης προϊόντων από χρόνια σε μήνες και αυτό παρέχει πραγματικό ανταγωνιστικό πλεονέκτημα σε ένα περιβάλλον βιοτεχνολογίας με γρήγορο ρυθμό. Αυτό σημαίνει ότι για τις εταιρείες είναι ότι μπορούν να φέρουν πιο βιώσιμα συστατικά στην αγορά γρηγορότερα – και για εμάς, ότι μπορούμε να τα φέρουμε στο πρόσωπό μας νωρίτερα στον αγώνα ενάντια στο χρόνο.

Σας ευχαριστώ Κάτια Ταρασάβα για πρόσθετη έρευνα και αναφορά σε αυτό το άρθρο. Είμαι ο ιδρυτής της SynBioBeta και ορισμένες από τις εταιρείες για τις οποίες γράφω, συμπεριλαμβανομένων των Inscripta, Amyris και Ginkgo Bioworks, είναι χορηγοί του Συνέδριο SynBioBeta και εβδομαδιαία σύνοψη.