Paano Nauuwi ang Industriya ng Skincare sa Gene Editing sa Isang Race Laban sa Panahon

Maaaring kailanganin ng iyong skincare routine ang pag-upgrade – ngunit hindi dahil tumatanda ka. Ang mga aktibong sangkap na ginagamit sa mga pampaganda ay maaaring mabuti para sa iyong balat ngunit hindi para sa planeta. Marami sa kanila ay galing sa mga bihirang halaman o hindi mapag-aalinlanganang mga hayop. Halimbawa, ang squalene, isang karaniwang sangkap sa mga cream at serum, ay na-ani mula sa mga atay ng pating. Nagpapakita iyon ng problema - at hindi lamang para sa mga endangered species, ngunit para sa seguridad ng supply chain, pagkontrol sa mga presyo, at pagtiyak ng pare-parehong kalidad ng mga sangkap na iyon.

Ang pangangalaga sa balat ay isang 100-bilyong dolyar na merkado. Hindi nakakagulat na ang mga umuusbong na kumpanya ng biotechnology ay lumipat sa sektor na ito. Ang dinadala nila sa mesa ay mas malinis at mas berdeng mga alternatibo sa mga produktong ginagamit na natin. Sa halip na anihin mula sa mga ligaw na halaman, ang mga pangunahing sangkap na ginagamit sa mga pampaganda ay maaaring gawin mula sa mga nilinang na pananim, tulad ng tubo, gamit ang precision fermentation. Ang teknolohiyang ito ay may kakayahang gumawa ng napakadalisay na mga enzyme, bitamina, pabango, natural na pigment, at aktibong molekula sa isang kontroladong kapaligiran sa isang maliit na bahagi ng halaga.

Ang bio-based na mga produkto ng skincare ay nasa merkado na. Biossance, na pag-aari ng amyrisAMRS
(Nasdaq: AMRS), ay ang pinakamabilis na lumalagong tatak sa Sephora na nagtatampok ng squalene bilang pangunahing sangkap nito. Pinalitan ni Amyris ang squalene na nagmula sa pating ng kanilang precision fermentation na produkto na ngayon ay bumubuo ng 60% ng pandaigdigang merkado para sa kemikal. Ang isa pang halimbawa ng pagpasok ng biotech sa skincare ay isang kumpanyang tinatawag Nanay Dirt, na sinimulan ng isang MIT scientist noong 2015. Ang kanilang linya ng produkto ay naglalaman ng kumbinasyon ng mga matatalinong sangkap at probiotics na idinisenyo upang magtulungan upang balansehin ang microbiome ng balat, na may agham upang suportahan ito. Ang tagapagtatag nito, si Jasmina Aganovic, ay nagsimula ng isa pang kumpanya na tinawag archaea na naglalayong i-tap ang buong puno ng buhay upang bumuo ng dati nang hindi naa-access na mga sangkap.

"Ang biotechnology ay nagbibigay-daan sa amin na palawakin ang palette ng sangkap ng industriya ng kagandahan sa mga molekula sa lahat ng bahagi ng puno ng buhay, sa etika at napapanatiling," sabi ni Jasmina. "Sa Arcaea, nakikita namin kung paano ito mailalapat sa makapangyarihang mga paraan sa kagandahan upang lumikha ng mga bagong kategorya ng mga sangkap at functionality ng produkto."

Sa katunayan, ang biotechnology innovation ay maaaring higit pa sa pagpapalit ng mga kasalukuyang sangkap at tumulong sa pagpapakilala ng mga bagong produkto na mas mahusay kaysa sa kasalukuyang nasa aming mga istante. Isang medyo bagong biotech na kumpanya na tinatawag Sestina Bio hinahabol ang mga espesyal na sangkap na ito. Ang kanilang unang komersyal na target ay bakuchiol, isang natural na alternatibong retinol na hindi nagiging sanhi ng UV sensitivity at pangangati na nagagawa ng retinol. Ang downside ng paggamit ng super-molecule na ito ay ang bakuchiol ay kasalukuyang nagmula sa isang nanganganib na planta, kaya ang supply chain nito ay hindi nasusukat - at ang presyo ay tumataas kasabay ng demand. Itinakda ni Sestina na gumawa ng hinahangad na sangkap na ito gamit ang synthetic biology at precision fermentation.

Ngunit ang pagbuo ng isang bagong proseso ng biomanufacturing ay hindi isang madaling gawain: una, kailangan mong malaman kung paano gawin ang produktong iyon sa isang microorganism tulad ng lebadura, pagkatapos ay i-engineer ang isang strain na maaaring gumawa ng komersyal na dami nito at sapat na matatag upang lumago sa mga kondisyong pang-industriya bago mo palakihin ang produksyon. Ang prosesong ito ay madalas na tumatagal ng mga taon. Ngunit nagawa ni Sestina na bumuo ng isang ready-for-scale-up strain sa wala pang 12 buwan. Ito ay isang hindi pa nagagawang timeline para sa mga bagong pag-unlad ng produkto sa industriya ng biotech. Nagawa nilang talunin ang isang taong marka sa pamamagitan ng paggamit ng data science at mga cutting-edge genome engineering tool, tulad ng Inscripta's Onyx^® platform.

Para sa mga kumpanyang tulad ng Sestina, pina-streamline ng Inscripta ang proseso ng strain engineering gamit ang kanilang Onyx instrument na gumagawa ng CRISPR editing at higit pa sa loob ng black box. Ang paraan ng paggana nito ay ang paglalagay mo sa isang karaniwang yeast strain at pagkatapos ng 2-4 na araw ay nagbabalik ito ng libu-libong mga engineered na cell na maaaring ma-screen para sa pagpapabuti. Parang magic? Hindi. Ito ay talagang kumbinasyon ng bioinformatics software, advanced microfluidics, custom chemistry, optimized enzymes, at computational power na nagbibigay-daan sa machine na ito na gawin ang lahat ng magagawa ng isang full-staffed lab – ngunit mas mabilis. Sa pamamagitan nito, ang mga proyektong dating tumatagal ng mga taon ay maaari na ngayong gawin sa loob lamang ng ilang buwan, at ang kwento ng tagumpay ng bakuchiol ni Sestina ay nagpapatunay nito.

"Ang paglikha ng isang Bakuchiol strain na maaaring makaligtas sa kahirapan ng scaleup at manalo sa pagmamanupaktura ay nangangailangan ng makabuluhang pagpapabuti ng enzyme at hindi inaasahang buong pag-edit ng genome na sumusuporta sa landas. Pinahintulutan kami ng Onyx na mabilis na makamit ang parehong mga layunin nang magkatulad, na lubos na nagpapabilis sa aming buong proseso," sabi ni Andrew Horwitz, VP ng R&D sa Sestina Bio, sa isang pahayag.

Ang Bakuchiol ay isa sa mga unang komersyal na bioproduct na binuo sa tulong ng Onyx platform. Ngunit ang iba pang mga kumpanya ng sintetikong biology na nagtatrabaho sa espasyo ng mga sangkap ay naghahanap din na pabilisin ang kanilang proseso ng pagbuo ng produkto gamit ang instrumentong Onyx ng Inscripta. Kasama sa mga gumagamit ng teknolohiya ng Inscripta ang mga higante tulad ng amyris, Ginkgo Bioworks, at Willow Biosciences. Ang Willow Biosciences ay nagtatrabaho sa paggawa ng mga sangkap na may mataas na kadalisayan para sa personal na pangangalaga, pagkain at inumin, at mga merkado ng parmasyutiko, tulad ng cannabigerol (“CBG”), ang unang komersyal na sangkap sa portfolio nito.

Ang Inscripta mismo ay hindi hinahabol ang anumang partikular na sangkap ngunit sa halip ay nagbibigay ng mga tool para sa mga kumpanya ng sintetikong biology upang maabot ang kanilang mga layunin nang mas mabilis sa pamamagitan ng pagpapabilis sa pananaliksik, disenyo, at proseso ng pagbuo ng mga bagong komersyal na produkto. Gumagawa din ang Ginkgo Bioworks ng strain engineering bilang isang serbisyo: nagtatrabaho sila sa mga kumpanya tulad ng Givaudan at Mga Bolt Thread upang makatulong na gawing mas napapanatiling mga bersyon na gawa sa microbes ang mga sangkap na galing sa kalikasan.

Sa isang kahulugan, ang ginagawa ng mga kumpanya tulad ng Inscripta at Ginkgo ay nagbibigay ng kasabihang "mga pick at shovel" para sa napapanatiling market ng mga sangkap na goldrush. Makakatulong ang kanilang teknolohiya na bawasan ang mga oras ng pagbuo ng produkto mula taon hanggang buwan at nagbibigay ito ng tunay na kalamangan sa kompetisyon sa isang mabilis na biotech na kapaligiran. Ang ibig sabihin nito para sa mga kumpanya ay maaari silang magdala ng mas napapanatiling mga sangkap sa merkado nang mas mabilis - at para sa amin, na maaari naming ilagay ang mga ito sa aming mga mukha nang mas maaga sa karera laban sa oras.

Salamat sa Katia Tarasava para sa karagdagang pananaliksik at pag-uulat sa artikulong ito. Ako ang nagtatag ng SynBioBeta, at ang ilan sa mga kumpanyang isinusulat ko, kabilang ang Inscripta, Amyris, at Ginkgo Bioworks, ay mga sponsor ng Kumperensya ng SynBioBeta at lingguhang digest.