3 Biotech Megatrends που θα διαμορφώσουν το 2018 & πέρα

Η βιολογία επιταχύνεται εκθετικά, ξεπερνώντας ακόμη και το νόμο του Μουρ. Αυτό δημιουργεί, σε μεγάλο βαθμό κρυμμένα, σεισμικά κύματα μεγέθους που θα επηρεάσουν τη ζωή μας προτού το γνωρίζουμε.

Επιλέξαμε ορισμένες βασικές τάσεις που έχουμε παρατηρήσει μέσω των επιταχυντών εκκίνησης που πιστεύουμε ότι έχουν πόδια το 2018.

Τάση 1: Γενετική σε πραγματικό χρόνο

Τον Νοέμβριο του 2016, υπήρχε. ένας αέρας αναμονής μεταξύ μιας ομάδας Κινέζων ερευνητών και γιατρών στο Νοσοκομείο Δυτικής Κίνας στο Τσενγκντού καθώς ετοιμάστηκαν να εγχύσουν έναν ανώνυμο ασθενή με ένα σύμπλεγμα γονιδίου CRISPR-CAS9 από το Streptococcus pyogenes ως μέρος μιας κλινικής δοκιμής για να προσπαθήσει να θεραπεύσει την επιθετική του ασθενούς. καρκίνος του πνεύμονα. Ο εποπτικός ογκολόγος Lu You στο Πανεπιστήμιο Sichuan είπε ότι η δοκιμή "πήγε ομαλά"

Προχωρήστε ένα χρόνο και ο βιολογικός χάκερ Josiah Zayner φέρεται να εγχέεται με ένα σύμπλεγμα πλασμιδίου CRISPR-CAS9 που περιέχει ένα νοσοκομείο Myostatin. Γιατί θα το έκανε αυτό; Λοιπόν, δημοσιότητα για την αιτία της ζωντανής επεξεργασίας ανθρώπινου γονιδίου. Δεν υπάρχει καμία πιθανότητα να καταστραφεί όπως ένα από αυτά τα σκυλιά στα οποία δόθηκε ένα φάρμακο που αναστέλλει τη μυοστατίνη.

Ενώ αυτό το κουτάβι φαίνεται αρκετά τρομακτικό, το γεγονός είναι ότι η πιο άπαχη μυϊκή μάζα συσχετίζεται σε μεγάλο βαθμό με τη μακροζωία και σε έναν άνθρωπο που θα μπορούσε να είναι αρκετά επιθυμητός. Παρόλο που η αποτελεσματικότητα των πειραμάτων του Josiah στον εαυτό του παραμένει να φανεί, η πραγματικότητα είναι ότι με τα φθηνά εργαλεία που βασίζονται στο σπίτι, ο Josiah είναι απολύτως ικανός να κάνει αυτό το έργο στον εαυτό του αυτή τη στιγμή και εμπνέει άλλους να δοκιμάσουν το ίδιο.

Δεν υπάρχει αμφιβολία ότι η βιοτεχνολογία έχει εκδημοκρατιστεί σε σημείο που κυριολεκτικά μπορεί κανείς να το κάνει. Φυσικά υπάρχουν σαφείς κίνδυνοι και μια ακραία καμπύλη μάθησης. Όπως ακριβώς είναι σαφές ότι υπάρχουν άνθρωποι πρόθυμοι και ικανοί να κάνουν ήδη πολύπλοκα γενετικά πειράματα, και αυτό μας οδηγεί στο συμπέρασμα ότι αυτό το είδος είναι εδώ για να μείνει.

Λίγο μετά τη δημοσίευση της προσπάθειας αυτο-τροποποίησης του Josia, ένας 44χρονος ασθενής με το όνομα Brian Madeux, ο οποίος έχει σύνδρομο Hunter, έλαβε μια θεραπεία με στόχο την επεξεργασία του γονιδιώματος των ηπατικών κυττάρων του. Το αίμα του εγχύθηκε με ένα άλλο κατασκεύασμα CRISPR που στοχεύει μια μετάλλαξη στα κύτταρα του που τους σταματά να παράγουν ένα βασικό ένζυμο που διαλύει ορισμένα σάκχαρα. Το CRISPR χρησιμοποιήθηκε για να εισαγάγει ένα αντίγραφο αντικατάστασης του γονιδίου για να τροποποιήσει τα ηπατικά του κύτταρα σε ένα εργοστάσιο για την παραγωγή του ενζύμου που λείπει.

Αυτό που προσθέτει όλα αυτά είναι μια πιθανή έκρηξη δοκιμών τόσο εντός όσο και εκτός της ιατρικής γενετικής τροποποίησης των ζωντανών ανθρώπων σε πραγματικό χρόνο και δεν θα είναι απλώς η θεραπεία ασθενειών όπως μπορούμε να δούμε. Θέλετε μπλε μάτια και ξανθά μαλλιά; Η δυνατότητα αυτής της τεχνολογίας να αλλάξει τις καλλυντικές εικόνες των ανθρώπων δεν σταματά σε περισσότερους μυς, και από τη σοβαρή πλευρά, είναι βέβαιο ότι τα άτομα με επί του παρόντος μη θεραπευόμενες ασθένειες και ένα επίπεδο εμπειρογνωμοσύνης θα μπουν στον πειρασμό να πάρουν τα πράγματα στα χέρια τους. Οι εταιρείες ναρκωτικών θα πρέπει επίσης να λάβουν υπόψη ότι εάν μπορείτε να διορθώσετε μια ασθένεια γενετικά σε πραγματικό χρόνο, τότε το φάρμακο για αυτήν την κατάσταση είναι πιθανό να σταματήσει την πώληση.

Προβλέπουμε ότι το 2018, η γενετική σε πραγματικό χρόνο θα είναι κάτι.

Αυτό οδηγεί στην επόμενη μεγάλη τάση…

Τάση 2: Backyard Bio

Το να κάνουμε προηγμένη βιοτεχνολογία είναι δύσκολο για πολλούς λόγους και ένα από τα μεγαλύτερα προβλήματα είναι η ρυθμιστική επιβάρυνση της εργασίας με ζωντανούς οργανισμούς όπως τα παθογόνα βακτήρια. Εάν κάνετε μια αλλαγή για να πείτε έναν στρεπτόκοκκο και στη συνέχεια το ξεπλύνετε κάτω από μια τουαλέτα, μπορεί κάλλιστα να απελευθερώσετε ένα αυτοαναπαραγόμενο πρόβλημα στον κόσμο.

Ενώ έχουν σημειωθεί τόσες πολλές προόδους στο μειωμένο κόστος στον εξοπλισμό εργαστηρίου ανοιχτού κώδικα για τη βιοτεχνολογία, υπήρξε, αν μη τι άλλο, σημαντική αύξηση του κόστους κατά τη συμμόρφωση με τα νέα κανονιστικά πρότυπα. Αυτό απέτρεψε αφ 'εαυτού πολλή βιοτεχνολογία πίσω αυλής από το να συμβεί ... μέχρι τώρα. Η Cell-Free Tech έχει αναπτύξει μια πλατφόρμα χαμηλού κόστους για να κάνει γενετικά πειράματα χωρίς ζωντανά κύτταρα και μπορείτε να την αγοράσετε ήδη στο Kickstarter. Αυτή η πλατφόρμα σε συνδυασμό με εξοπλισμό χαμένου κόστους, όπως τα εργαστήρια Bento, παρέχει κυριολεκτικά σε οποιονδήποτε τα εργαλεία να κάνει ουσιαστική μηχανική βιοτεχνολογίας στην αυλή τους, και εντελώς χωρίς την ανάγκη ρυθμιστικών εξόδων, γιατί τίποτα δεν ζει πραγματικά.

Υπάρχει μια αυξανόμενη προσφορά εξαρτημάτων, εργαλείων και ανταλλακτικών για να τροφοδοτήσει ένα τεράστιο κύμα παιχνιδιού και πειραματισμού για την ανάπτυξη νέων τεχνολογιών και προϊόντων που θα μπορούσαν, και πιθανότατα, να αλλάξουν τον κόσμο (και αισθανόμαστε πιθανότατα προς το καλύτερο). Ακριβώς όπως οι βιτρίνες της βιομηχανίας ηλεκτρονικών υπολογιστών στη δεκαετία του '70 έθεσαν τα θεμέλια για τη σύγχρονη εποχή της πληροφορίας, έτσι και οι πρωτοπόροι της βιοτεχνολογίας στην αυλή θα μας οδηγήσουν στην εποχή της βιοτεχνολογίας. Ένα άλλο παράδειγμα αυτού είναι η Προοπτική Έρευνα που κυριολεκτικά ξεκίνησε σε υπόγειο και έχει αναπτύξει μια λύση χαμηλού κόστους, χρησιμοποιώντας κοινά διαθέσιμα ανταλλακτικά και εργαλεία, για την ανακάλυψη νέων αντιβιοτικών στη βρωμιά… Ναι βρωμιά, όπως ακριβώς βρίσκετε σε μια αυλή!

Ενώ μπορούμε τώρα να «κάνουμε ζωή» μικρόβια από την αυλή σας, όπως αναφέρθηκε παραπάνω, είναι μόνο θέμα χρόνου μέχρι να χαράξουμε τα σώματά μας. Στην πραγματικότητα, έχει ήδη ξεκινήσει.

Ορισμένα έργα βιολογίας Do-It-Yourself γίνονται ακόμη και νεοσύστατες επιχειρήσεις, όπως η NuLeaf Tech, οπότε είναι ένας τομέας γεμάτος δυνατότητες.

Αυτό το κιτ hacking γονιδιώματος σάς επιτρέπει να επεξεργάζεστε γονιδιώματα στο σπίτι σας. Ακούγεται άγριο, σωστά; Είναι μόνο για βακτήρια και μαγιά - μέχρι στιγμής. Αλλά ο ιδρυτής του είναι ένας από τους λίγους επιστήμονες που εργάζονται για την επεξεργασία των δικών του γονιδίων.

Ενώ αυτό έχει ήδη προκαλέσει συζητήσεις και ώθησε το FDA να καταρρεύσει στους υπόγειους βιολογικούς χάκερ, πολλά εμπόδια απομένουν να ξεπεραστούν. Ωστόσο, η τάση είναι σαφής. Στο μέλλον, θα μπορούσε να γίνει φθηνότερο και γρηγορότερο να χαράξουμε τα γονιδιώματά μας παρά να πληρώσουμε ασφάλιστρα υγειονομικής περίθαλψης.

Και υπάρχει ήδη μια πραγματική περίπτωση, με δυνητικά πολλά ακόμη να ακολουθήσουν. Σε τελική ανάλυση, θα μπορούσε να είναι ζήτημα ζωής και θανάτου. Ο Tristan Roberts είναι ένας νεαρός άνδρας με HIV. Μαζί με την εταιρεία βιοτεχνολογίας Ascension Biomedical, αυτή τη στιγμή χορηγεί μια πειραματική γονιδιακή θεραπεία για τον HIV στον εαυτό του και συνεχίζει επίσης να απασχολείται στην τεκμηρίωση του ταξιδιού.

Την επόμενη δεκαετία, πιθανότατα θα έχουμε πρόσβαση σε ορισμένους τύπους προσιτών θεραπειών γονιδιώματος που θα καλυφθούν από καθολική βασική υγειονομική περίθαλψη (ίσως όπως τα ChaosGene Boxes για να διορθώσετε έναν κυτταρικό αλγόριθμο στην ιστορία της επιστημονικής φαντασίας μου).

Το γεγονός ότι αυτά τα εργαλεία γίνονται όλο και πιο προσβάσιμα και φθηνά διαθέσιμα σήμερα αλλάζει τα πάντα. Αυτό οδηγεί στο τελικό megatrend που ξεκινά το 2018 - ψηφιοποίηση της ίδιας της ζωής.

Τάση 3: Ψηφιοποίηση της ζωής

Όταν η βιολογία γίνεται τεχνολογία πληροφοριών, η επίλυση του θανάτου γίνεται πρόκληση προγραμματισμού. Λοιπόν, πού μας φέρνει και η ίδια η ζωή;

Ανθρώπινη αύξηση

Η τεχνολογία κινείται όλο και πιο κοντά στο σώμα: κατευθείαν στο σώμα! Η μεγάλη τεχνολογία έχει κάνει την κίνηση της στην υγεία και έρχεται στο σώμα μας μαζί με τα δεδομένα και τη βάση χρηστών που συνοδεύουν.

Οι διεπαφές εγκεφάλου-υπολογιστή είναι ένα παράδειγμα. Έχουν προκαλέσει ανησυχίες σχετικά με το hacking του εγκεφάλου, καθώς και άγριες ελπίδες για το μέλλον που θα μας επιτρέψουν να «ανταγωνιστούμε με το AI» (σύμφωνα με τον Elon Musk) ή να συγχωνευτούμε με το AI. Η νέα του εταιρεία Neuralink είναι ένας από τους μετακινούμενους πρωτοπόρους στον τομέα. Αν είστε περίεργοι, ρίξτε μια ματιά σε αυτές τις περιπλοκές (που προορίζονται για) δουλειές για το πώς να χτίσετε τους υπολογιστές του μέλλοντος.

Το Facebook, εν τω μεταξύ, πλησιάζει στην ανάγνωση των σκέψεών σας. Το κοινωνικό δίκτυο διαθέτει μια μεγάλη ομάδα μηχανικών που εργάζονται στη δική τους διεπαφή εγκεφάλου-υπολογιστή. Τα επόμενα χρόνια, ο πρώτος από εμάς θα πληκτρολογήσει τα πρώτα κείμενα στο Facebook με τον εγκέφαλό μας.

Όμως η ανθρώπινη αύξηση προχωρά πέρα ​​από τον εγκέφαλό μας - σε ολόκληρο το λειτουργικό σύστημα που είναι το σώμα μας. Η πρόσφατη συνεργασία της Apple φέρνει κοχλιακό εμφύτευμα που συνδέεται με το iPhone στην ακοή. Αυτή η τεχνολογία cyborg επιτρέπει στους χρήστες να μεταδίδουν ήχους, κλήσεις και μουσική απευθείας στα αυτιά τους. Η συγκεντρωτική υπολογιστική δύναμη που έχουμε στις τσέπες μας μπορεί ακόμη και να σώσει ζωές: ο Siri έχει σώσει ζωές και το ίδιο έκανε και ένα ρολόι της Apple, καλώντας ένα ασθενοφόρο σε έναν άνδρα που υπέστη καρδιακή προσβολή. Με το Google Verily να εργάζεται με τον έξυπνο φακό επαφής μέτρησης γλυκόζης και τη μετάβαση της Amazon στην αλυσίδα εφοδιασμού φαρμακείων, ένα κύμα μετασχηματισμού έρχεται στην υγεία και τις δυνατότητές μας.

Τα κύτταρα, τα σώματα και η βιολογία μας γίνονται βιολογικά μηχανήματα που μπορούν να μετρηθούν, να διατηρηθούν και να διορθωθούν με την τεχνολογία, ίσως ακόμη και να οικοδομήσουμε ένα "Google of Health", όπως με τον βιοαισθητήρα της Profusa.

Χαιρετίζω αυτό, ίσως με ένα κοκτέιλ εικονικής πραγματικότητας;

Ψηφιακοί οργανισμοί

Τα βιολογικά όντα είναι αυτοαντιγραφόμενοι κυτταρικοί αλγόριθμοι. Ίσως έχετε συναντήσει την έκθεση τέχνης του Dewey-Hagborg, μια συναρπαστική έκθεση των φανταστικών προσώπων των ξένων που αναδημιουργήθηκαν από τίποτα εκτός από δείγματα DNA που βρέθηκαν στους δρόμους. Αυτό δείχνει τη δύναμη αυτού του γενετικού σχεδίου, όπως συζητήσαμε στην πρώτη μας τάση. Ίσως θέλετε να ελέγξετε αν το πρόσωπό σας είναι ανάμεσά τους;

Τι συμβαίνει λοιπόν εάν χρησιμοποιήσουμε το λογισμικό και την τεχνολογία της ζωής για να συγχωνεύσουμε τα όρια μεταξύ των δύο;

Δημιουργεί νέες ψηφιακές μορφές ζωής, όπως αυτό το ρομπότ bitcoin φυτών ή ένα ψηφιακό σκουλήκι ανοιχτού κώδικα. Το τελευταίο είναι μια προσπάθεια δημιουργίας ψηφιακού νηματώδους από την επιφάνεια εργασίας για ερευνητικούς σκοπούς. Εν τω μεταξύ, ένας βιολογικός σε ψηφιακός μετατροπέας βρίσκεται σε εξέλιξη από πρωτοπόρους ερευνητές στο Ινστιτούτο J.Craig Venter (JCVI). Μπορούμε ήδη να εκτυπώσουμε βιογραφικά υλικά, αλλά σε κάποιο σημείο θα εκτυπώσουμε ολόκληρους οργανισμούς - και θα τους στείλουμε στο χώρο, ενδεχομένως.

Τι γίνεται με τον γεωργικό τομέα; Η γεωργία, επίσης, γίνεται όλο και περισσότερο βάσει δεδομένων και αυτοματοποίησης. Μερικά παραδείγματα είναι οι συνδεδεμένες αγελάδες και το Διαδίκτυο των αγελάδων. Θα μπορούσαν οι ψηφιακοί οργανισμοί να μας βοηθήσουν να λύσουμε τις ενεργειακές μας ανάγκες; Εσείς αποφασίζετε: Αυτά τα ψηφιακά τυπωμένα κυανοβακτήρια μπορούν να παράγουν ηλεκτρισμό και ηλεκτρικές συσκευές.

Το Mushtari δεν είναι μόνο ένα εκπληκτικό κομμάτι της μόδας επόμενης γενιάς, αλλά είναι επίσης μια συμβίωση των φορετών, της συνθετικής βιολογίας και των μικρορευστών. Φανταστείτε να συνδυάσετε τα βακτηρίδια παραγωγής ενέργειας και το Mushtari: Στο μέλλον, θα μπορούσατε να φοράτε το δικό σας βιολογικό εργοστάσιο παραγωγής ενέργειας!

Τέλος, θα μπορέσουμε να αποθηκεύσουμε τα δεδομένα του κόσμου στην παλάμη μας με την αποθήκευση δεδομένων DNA. Το Startup Helixworks είναι ένας από τους πρωτοπόρους. Αναπτύσσουν ένα μοριακό μηχάνημα για να μετατρέψουν τα ψηφιακά σας δεδομένα σε DNA, ασφαλή από κυβερνοεπιθέσεις, ασφαλή για μακροχρόνια αποθήκευση.

Με τις διαθέσιμες τεχνολογίες σήμερα, το ερώτημα είναι: Πώς ψηφιακά θέλουμε να γίνουμε;

Ο Bill Liao είναι Γενικός Συνεργάτης στο SOSV και Διευθύνων Σύμβουλος στο RebelBio.

Αυτό το άρθρο γράφτηκε από τους Bill Liao και Elsa Sotiriadis.

Ακολουθήστε την έκδοση Medium! SOSV: Έμπνευση από την επιτάχυνση.

Συνεχίστε με την κοινότητά μας. Εγγραφείτε στο ενημερωτικό δελτίο SOSV και ακολουθήστε μας στο Facebook, το LinkedIn και το Twitter!