3 biotechnologiczne megatrendy, które będą kształtować 2018 i kolejne lata

Biologia przyspiesza wykładniczo, nawet wyprzedzając prawo Moore'a. To generuje, wciąż w dużej mierze ukryte, fale sejsmiczne, które będą miały wpływ na nasze życie, zanim się zorientujemy.

Wybraliśmy kilka kluczowych trendów, które zauważyliśmy w naszych akceleratorach uruchamiania, które naszym zdaniem mają nogi w 2018 roku.

Trend 1: Genetyka w czasie rzeczywistym

W listopadzie 2016 roku było. atmosferę oczekiwania wśród zespołu chińskich naukowców i lekarzy ze szpitala West China w Chengdu, przygotowujących się do wstrzyknięcia nienazwanemu pacjentowi kompleksu do edycji genów CRISPR-CAS9 ze Streptococcus pyogenes w ramach próby klinicznej mającej na celu leczenie agresywnego pacjenta rak płuc. Nadzorujący onkologa Lu You z Sichuan University powiedział, że proces „poszedł gładko”

Cofnij się o rok, a biohaker Josiah Zayner podobno wstrzykiwał sobie kompleks plazmidowy CRISPR-CAS9, który zawiera nokaut miostatyny. Dlaczego miałby to zrobić? Cóż, rozgłos z powodu edycji żywych ludzkich genów. Istnieje niewielka lub żadna szansa, że ​​zostanie on rozerwany tak jak jeden z tych psów, którym podano lek hamujący miostatynę.

Chociaż ten szczeniak wygląda dość przerażająco, faktem jest, że więcej beztłuszczowej masy mięśniowej jest dość mocno skorelowane z długowiecznością, a u człowieka może to być bardzo pożądane. Chociaż skuteczność eksperymentów Josiasza na sobie jest wciąż widoczna, rzeczywistość jest taka, że ​​dzięki domowym tanim narzędziom Josiah jest w stanie teraz wykonać tę pracę na sobie i inspiruje innych do wypróbowania tego samego.

Nie ma wątpliwości, że biotechnologia zdemokratyzowała się do tego stopnia, że ​​dosłownie każdy może spróbować. Oczywiście wiążą się z tym wyraźnie ryzyko i ekstremalna krzywa uczenia się. Równie wyraźnie są ludzie chętni i zdolni do przeprowadzenia na sobie skomplikowanych eksperymentów genetycznych, co prowadzi nas do wniosku, że tego rodzaju rzeczy pozostaną.

Krótko po tym, jak próba samodzielnej modyfikacji Josiaha została opublikowana, 44-letni pacjent o imieniu Brian Madeux, który ma zespół Huntera, otrzymał leczenie mające na celu edycję genomu jego komórek wątroby. Jego krew została nasycona innym konstruktem CRISPR, którego celem była mutacja w jego komórkach, która powstrzymuje je przed produkcją kluczowego enzymu, który rozkłada niektóre cukry. CRISPR użyto do wstawienia zastępczej kopii genu w celu zmodyfikowania jego komórek wątroby do fabryki w celu wytworzenia enzymu, którego brakuje.

Wszystko to składa się na potencjalną eksplozję prób, zarówno w medycynie, jak i poza nią, modyfikacji genetycznej żywych ludzi w czasie rzeczywistym i nie będzie to tylko leczenie chorób, jak widzimy. Chcesz niebieskie oczy i blond włosy? Potencjał tej technologii do zmiany kosmetycznych zdjęć ludzi nie kończy się na większej ilości mięśni, a poważnie, jest to z pewnością ludzie z obecnie nieuleczalnymi chorobami, a poziom wiedzy będzie kuszony, aby wziąć sprawy w swoje ręce. Firmy farmaceutyczne powinny również pamiętać, że jeśli możesz naprawić dolegliwość genetycznie w czasie rzeczywistym, lek na ten stan prawdopodobnie przestanie sprzedawać.

Przewidujemy, że w 2018 roku genetyka w czasie rzeczywistym będzie rzeczą.

To prowadzi do kolejnego mega trendu…

Trend 2: Backyard Bio

Zaawansowana biotechnologia jest trudna z wielu powodów, a jednym z największych problemów jest narzut związany z pracą z żywymi organizmami, takimi jak bakterie chorobotwórcze. Jeśli zrobisz przeróbkę, aby powiedzieć, że paciorkowiec, a następnie spuścisz ją do toalety, być może uwalniasz samoreplikujący się problem na świecie.

Chociaż dokonano tak wielu postępów w obniżaniu kosztów sprzętu laboratoryjnego typu open source do biotechnologii, nastąpił znaczny wzrost kosztów w związku z dostosowaniem się do nowych standardów regulacyjnych. To samo w sobie zapobiegło powstawaniu wielu biotechnologii przydomowych… aż do teraz. Technologia Cell-Free opracowała tanią platformę do przeprowadzania eksperymentów genetycznych bez żywych komórek, którą można kupić już na Kickstarter. Platforma ta w połączeniu ze sprzętem o utraconych kosztach, takim jak laboratoria Bento, zapewnia dosłownie każdemu narzędzia do znaczącej inżynierii biotechnologicznej na własnym podwórku i całkowicie bez konieczności ponoszenia kosztów regulacyjnych, ponieważ tak naprawdę nic się nie dzieje.

Istnieje rosnąca podaż komponentów, narzędzi i części do napędzania ogromnej fali majsterkowania i eksperymentowania w celu opracowania nowych technologii i produktów, które mogłyby i prawdopodobnie zmienią świat (i wydaje nam się, że na lepsze). Tak jak druciarze przemysłu komputerowego w latach 70. położyli podwaliny pod współczesną erę informacji, tak pionierzy biotechnologii z podwórka wprowadzą nas w erę biotechnologii. Innym przykładem są badania prospektywne, które dosłownie rozpoczęły się w piwnicy i opracowały tanie rozwiązanie, wykorzystujące powszechnie dostępne części i narzędzia, do odkrywania nowych antybiotyków w ziemi… Tak, brud, tak jak na podwórku!

Chociaż możemy, jak wspomniano powyżej, „mikroorganizmami wydobywającymi życie” z twojego podwórka, to tylko kwestia czasu, zanim zhakujemy własne ciała. W rzeczywistości już się zaczęło.

Niektóre projekty biologiczne Do-It-Yourself stają się nawet startupami, takimi jak NuLeaf Tech, więc jest to obszar pełen potencjału.

Ten zestaw do hakowania genomu umożliwia edycję genomów w domu. Brzmi dziko, prawda? Jak dotąd tylko dla bakterii i drożdży. Ale jego założyciel jest jednym z niewielu naukowców pracujących nad edycją własnych genów.

Chociaż wywołało to już debaty i zachęciło FDA do rozbicia się w piwnicznych biohackerach, wiele przeszkód pozostaje do pokonania. Trend jest jednak wyraźny. W przyszłości hackowanie własnych genomów może być tańsze i szybsze niż płacenie składek na opiekę zdrowotną.

I jest już prawdziwy przypadek, z potencjalnie o wiele więcej do naśladowania. W końcu może to być kwestia życia i śmierci. Tristan Roberts jest młodym mężczyzną z HIV. Wraz z firmą biotechnologiczną Ascension Biomedical, on sam obecnie prowadzi eksperymentalną terapię genową HIV i wciąż zajmuje się dokumentowaniem podróży.

W następnej dekadzie zapewne będziemy mieć dostęp do niektórych rodzajów niedrogich terapii utrwalających genomy, które zostaną objęte powszechną podstawową opieką zdrowotną (być może jak pudełka ChaosGene do naprawy algorytmu komórkowego w mojej historii science fiction).

Fakt, że narzędzia te stają się dziś coraz bardziej dostępne i tanio dostępne, zmienia wszystko. Prowadzi to do naszego ostatniego megatrendu, który rozpocznie się w 2018 roku - digitalizacji samego życia.

Trend 3: Cyfryzacja życia

Kiedy biologia staje się technologią informatyczną, rozwiązanie śmierci staje się wyzwaniem programistycznym. Dokąd to nas prowadzi i samo życie?

Ludzkie powiększanie

Technologia zbliża się coraz bardziej do ciała: prosto w ciało! Wielka technologia przeszła do zdrowia i dociera do naszych ciał wraz z danymi i bazą użytkowników, która się z tym wiąże.

Interfejsy mózg-komputer są jednym z przykładów. Wzbudzili obawy związane z hakowaniem mózgu, a także dziką nadzieją na przyszłość, która pozwoli nam „konkurować z AI” (według Elona Muska) lub połączyć się z AI. Jego nowa firma Neuralink jest jednym z pionierów w tej dziedzinie. Jeśli jesteś ciekawy, zapoznaj się z tymi zadziwiającymi (zamierzonymi słowami) opisami zadań, w jaki sposób zbudować mózg komputerowy przyszłości.

Tymczasem Facebook zbliża się do czytania twoich myśli. Sieć społecznościowa ma duży zespół inżynierów pracujących nad własnym interfejsem mózg-komputer. W nadchodzących latach pierwszy z nas napisze mózgiem pierwsze teksty na Facebooku.

Ale ludzkie powiększanie wykracza poza nasz mózg - do całego systemu operacyjnego, którym jest nasze ciało. Niedawna współpraca firmy Apple wprowadza niedosłyszący implant ślimakowy podłączony do telefonu iPhone. Ta cyborg-technologia pozwala użytkownikom przesyłać strumieniowo dźwięki, połączenia i muzykę bezpośrednio do ich uszu. Skoncentrowana moc obliczeniowa, którą nosimy w naszych kieszeniach, może nawet uratować życie: Siri uratowała życie, podobnie jak zegarek Apple, wzywając karetkę do mężczyzny cierpiącego na atak serca. Dzięki Googleowi Verily pracującemu z inteligentną soczewką kontaktową do pomiaru glukozy i przejściu Amazona do łańcucha dostaw aptek, fala naszego zdrowia i możliwości nadchodzi.

Nasze komórki, ciała i nasza biologia stają się biologicznymi maszynami, które można mierzyć, utrzymywać i naprawiać za pomocą technologii, być może nawet budując „Google Zdrowia”, jak za pomocą bioczujnika Profusa.

Na zdrowie, może z koktajlem w wirtualnej rzeczywistości?

Cyfrowe organizmy

Istoty biologiczne są samoreplikującymi się algorytmami komórkowymi. Być może natknąłeś się na wystawę sztuki Dewey-Hagborga, fascynującą wystawę upiornych twarzy nieznajomych odtworzonych z niczego poza próbkami DNA znalezionymi na ulicach. To pokazuje siłę tego genetycznego planu, o czym mówiliśmy w naszym pierwszym trendzie. Może chcesz sprawdzić, czy twoja twarz jest wśród nich?

Co się stanie, jeśli użyjemy oprogramowania i technologii życia, aby połączyć granice między nimi?

Powstają nowe cyfrowe formy życia, takie jak robot do jedzenia bitcoinów lub robak cyfrowy typu open source. Ten ostatni to próba stworzenia nicienia cyfrowego z pulpitu do celów badawczych. Tymczasem w pionierskich badaczach z J.Craig Venter Institute (JCVI) pracują pionierscy naukowcy. Możemy już drukować materiały do ​​druku biologicznego, ale w pewnym momencie wydrukujemy całe organizmy - i potencjalnie wyślemy je w kosmos.

Co z sektorem rolnym? Również rolnictwo staje się coraz bardziej oparte na danych i zautomatyzowane. Niektóre przykłady to krowy połączone i Internet krów. Czy organizmy cyfrowe mogą nam pomóc w zaspokojeniu naszych potrzeb energetycznych? Ty decydujesz: te cyfrowo wydrukowane sinice mogą wytwarzać energię elektryczną i urządzenia mocy.

Mushtari to nie tylko zadziwiający element mody nowej generacji, ale także symbioza ubrań, biologii syntetycznej i mikroprzepływów. Wyobraź sobie zestawienie bakterii wytwarzających energię i Mushtari: w przyszłości możesz nosić własną bio-fabrykę wytwarzającą energię!

Wreszcie, będziemy mogli przechowywać dane z całego świata w naszych rękach dzięki przechowywaniu danych DNA. Startup Helixworks jest jednym z pionierów. Opracowują maszynę molekularną do przekształcania danych cyfrowych w DNA, zabezpieczoną przed cyberatakami, zabezpieczoną do długotrwałego przechowywania.

Przy dzisiejszych dostępnych technologiach pytanie brzmi: w jaki sposób chcemy stać się cyfrowi?

Bill Liao jest komplementariuszem w SOSV i dyrektorem zarządzającym w RebelBio.

Artykuł napisali Bill Liao i Elsa Sotiriadis.

Śledź naszą publikację Medium! SOSV: Inspiracja z akceleracji.

Bądź na bieżąco z naszą społecznością. Subskrybuj biuletyn SOSV i śledź nas na Facebooku, LinkedIn i Twitterze!