Probiotik– “Mikroorganisme hidup yang ketika dikelola dalam jumlah yang memadai memberikan manfaat kesehatan pada tuan rumah” – telah ada selama bertahun -tahun. Mikroba yang direkayasa secara genetik untuk memberikan manfaat kesehatan, bagaimanapun, belum.
“Seluruh bidang microbiome meledak dalam kesehatan manusia beberapa tahun yang lalu dengan orang -orang yang ingin menggunakan biologi sintetis untuk memberikan obat -obatan melalui mikroba, tetapi tidak pernah benar -benar terwujud dalam skala,” mengamati Aaron Schacht, CEO di Microbiome Spesialis Biomedit. “Ada siklus hype, dan kemudian orang -orang menyadari itu tidak semudah yang mereka kira.”
Dalam kesehatan hewan, sementara itu, “orang telah memberi makan probiotik untuk ayam dan babi dan sapi selamanya,” katanya. “Kami ingin membawa sains nyata untuk (memahami) mengapa solusi mikroba bekerja dan menggunakan biologi sintetis untuk membuatnya lebih baik.”
AgfunderNews (Afn) bertemu dengan Schacht (AS) untuk membahas probiotik desainer, merentang ruminansia, dan integritas penghalang usus.
Afn: Ceritakan tentang kisah asal biomedit
SEBAGAI: Saya adalah kepala R&D di (Perusahaan Kesehatan Hewan) Elanco dari 2015 hingga 2021 dan akhirnya setelah IPO (Memisahkan Elanco dari perusahaan obat Eli Lily pada 2018/2019) dan akuisisi Bayer (Elanco Diakuisisi Divisi Kesehatan Hewan Bayer pada tahun 2020), itu tampak seperti area tertentu di R&D harus dirasionalisasi.
Saya percaya bahwa platform bioteknologi mikroba akan kekurangan dana dan bahwa kita mungkin harus menemukan rumah baru untuk itu. Kami melihat penjualan ke strategis, tetapi tidak ada pilihan yang baik. Kami melihat ekuitas swasta, tetapi karena tidak ada aliran pendapatan, itu juga bukan pilihan. Maka alternatifnya menjadi memintanya sebagai entitas sendiri dan meningkatkan modal ventura.
Pada April 2022 kami mendapatkan a Hubungan dengan Ginkgo Bioworks Itu membuat kami mengakses platform teknologi mereka untuk melengkapi apa yang telah kami bangun sendiri, serta akses ke beberapa investor. Kami kemudian bermitra dengan Anterra Capital untuk menempatkan ($ 40 juta) Seri A Pembiayaan bersama dan diluncurkan BioMedit Secara resmi pada Mei 2022.
Afn: Apa kemampuan Anda?
SEBAGAI: Sementara kami adalah bagian dari Elanco, platform ini berfokus pada menemukan alternatif antibiotik, yang dikepung di pasar dan oleh regulator. Kami memanfaatkan sesuatu yang memiliki akses elanco, kandungan usus atau tinja ribuan hewan, dan membangun perpustakaan. Dari 2016 hingga 2021, kami mencicipi dan menganalisis lebih dari 10.000 sampel dari 7.500 babi, ayam, ikan, sapi, dan anjing.
Itu adalah asal dari database sampel yang kami buat, dan kemudian kami membangun platform untuk membudidayakan organisme ini sehingga kami dapat belajar bagaimana mereka tumbuh, dan kemudian mengisolasi dan memurnikannya. Dan kemudian kita bisa melakukan analisis genom, analisis metabolomik, dan analisis proteomik untuk melihat molekul apa yang mereka buat.
Secara paralel, kami telah membangun rekayasa regangan, pengeditan gen, dan kemampuan biologi sintetis, dengan gagasan bahwa kami akan menemukan mikroba yang menarik yang dapat menghasilkan aditif pakan atau berfungsi sebagai kendaraan pengiriman untuk molekul yang ditargetkan jika mereka menjajah usus hewan.
Afn: Bicara kami melalui bagaimana Anda dapat mendekati masalah kesehatan hewan tertentu.
SEBAGAI: Jika Anda memiliki usus yang bocor, itu dapat membuat paparan sistemik terhadap patogen, jadi jika Anda dapat mengencangkan integritas usus, Anda dapat mencegah beban penyakit semacam itu atau setidaknya mengurangi atau memperbaiki itu.
Maka (untuk mengidentifikasi probiotik yang bisa efektif), kami melihat identitas genom bug (mikroba). Cluster gen apa yang harus membuat metabolit atau biomolekul yang berperan dalam fungsi normal saluran pencernaan?
Apakah itu mengekspresikan molekul yang menghambat patogen lain? Apakah itu mempromosikan semacam siklus nutrisi yang menguntungkan oleh, katakanlah, memecah makanan menjadi asam lemak rantai pendek yang tersedia untuk biosintesis oleh inang?
Afn: Dan kemudian Anda bisa menggunakan biologi sintetis untuk melakukan apa, tepatnya?
SEBAGAI: Beberapa hal. Salah satu produk kami adalah enzim (BE-01), alkali fosfatase, yang mendegradasi sisa-sisa dinding sel bakteri dari patogen gram negatif yang disebut lipopolysaccharide, stimulan inflamasi yang kuat.
Dalam kasus khusus ini, alih -alih menggunakan mikroba untuk mengirimkan enzim di dalam hewan, kami ingin menggunakan mikroba untuk mengekspresikannya pada skala, mengisolasi enzim dan kemudian menjadikan enzim itu sendiri sebagai aditif pakan. Dalam prosesnya, kami harus merekayasa ketegangan inang untuk menjadi lebih baik dalam memproduksi dan mengeluarkan enzim, jadi kami menambahkan salinan tambahan gen enzim ke dalam organisme inang. Jadi ada contoh di mana kami menggunakan biologi sintetis untuk meningkatkan host produksi.
Secara terpisah, kita dapat menggunakan biologi sintetis untuk membuat produk di mana host (mikroba) adalah Produk dan mengekspresikan dan mengeluarkan molekul in situ (di dalam hewan).
Jadi dalam kasus enzim ini, sekarang kami ingin memasukkannya ke dalam sistem pengiriman bakteri karena inang yang terjadi secara alami yang kami temukan adalah inang produksi yang baik (untuk memproduksi enzim pada skala industri sebagai aditif pakan) tetapi mungkin bukan kendaraan pengiriman yang baik (untuk mengekspresikan enzim) di dalam hewan.
Afn: Apakah ada keuntungan biaya jika Anda bisa mendapatkan mikroba untuk mengekspresikan enzim in situ pada hewan?
SEBAGAI: Tentu saja, itu jauh lebih murah karena Anda tidak memiliki banyak pemrosesan hilir. Misalnya, produk utama kami BE-101 (yang melindungi ayam broiler dari necrotic renteritis dengan menyerang racun yang diproduksi oleh Clostridium perfringens), adalah sepasang mikroba yang (biomediti insinyur genetika untuk) mengekspresikan antibodi pada racun dari C. perfringens.
Itu hanya memiliki tiga langkah dalam proses pembuatan: fermentasi, penyaringan dan konsentrasi, dan pengeringan beku.
Kami menyemprotkan produk di belakang burung pada hari mereka menetas, mereka mematuk dan bersabar satu sama lain, dan menelan produk yang merupakan bakteri yang menjajah, sehingga mereka tidak membutuhkan banyak hal.
Koloni berlangsung selama sekitar dua minggu dan mengekspresikan biomolekul yang menargetkan racun. Kami kemudian memberikan dorongan dalam air minum untuk mengisi kembali koloni, yang memberi kami cakupan selama sekitar lima minggu dari siklus pertumbuhan (siklus pertumbuhan broiler khas adalah enam minggu).
Afn: Bagaimana pendekatan ini berbeda dengan, katakanlah, menggunakan vaksin yang digunakan untuk membantu mengendalikan infeksi?
SEBAGAI: Biasanya, cara kerja vaksin adalah bahwa Anda memberi hewan antigen yang diakui oleh sistem kekebalan tubuhnya, dan membuat antibodi sendiri. Kami pikir kami mungkin dapat menawarkan strategi gratis atau bahkan kompetitif dengan mengatakan, mari kita ambil bakteri yang menjajah dan (merekayasa mereka untuk) mengekspresikan antibodi yang ditargetkan untuk aspek -aspek spesifik dari biologi penyakit. Mari kita lihat apakah kita tidak dapat merobohkan aktivitas penyakit tanpa memerlukan inang untuk menghasilkan respons imun.
Jika seekor hewan mengeluarkan energi untuk melawan penyakit atau stres, itu tidak menghasilkan (tumbuh) pada tingkat yang sama. Jadi adakah cara yang bisa kita berikan beberapa alat yang tidak dikenakan biaya energi? Mikroba memiliki sumber energi sendiri untuk menciptakan antibodi, jadi jika kita dapat memasang mikroba yang mengekspresikan biomolekul yang mempengaruhi proses penyakit, itu mungkin merupakan modalitas terapeutik yang dapat bekerja. Dan kabar baiknya adalah, kami telah membuktikan bahwa itu terjadi.
Afn: Apa status peraturan BE-101, produk utama Anda?
SEBAGAI: Be-101 adalah produk pertama dari jenisnya yang telah diatur USDA, jadi kami harus memelopori konsep rencana lisensi untuk teknologi seperti ini. Kami percaya kami telah cukup memberikan persyaratan kemanjuran dan menyerahkan semua studi keselamatan. Kami telah mendapatkan benih induk kami (strain mikroba yang dikarakterisasi dengan baik) untuk pembuatan komersial yang disetujui oleh USDA, dan itu telah dialihkan ke produsen kontrak kami, yang akan meningkatkan skala komersial bagi kami.
Akhirnya, ada persyaratan untuk input yang direkayasa secara genetik di AS di mana kita harus mendapatkan dalam Daftar Federal, suatu proses yang memerlukan analisis risiko yang kami kirimkan ke USDA, yang selanjutnya mengembangkan paket informasi yang disediakan untuk komentar publik. Setelah itu, kami akan melakukan studi keselamatan lapangan dalam pengaturan komersial.
Afn: Dalam skenario kasus terbaik, seberapa cepat Anda bisa menjadi-101 di pasaran?
SEBAGAI: Q4, 2026
Afn: Anda juga sedang mengerjakan pengurangan metana enterik dari ruminansia bersendawa? Apa pendekatan Anda?
SEBAGAI: Kami mendapat a penghargaan signifikan dari Yayasan Gates untuk melihat ini. Salah satu pendekatan adalah melengkapi rumen dengan organisme yang merupakan pesaing yang baik untuk hidrogen, tetapi juga secara alami mengekspresikan molekul yang membuat hidup sulit bagi metanogen (mikroba dalam rumen yang mengubah hidrogen menjadi metana).
Jadi itu semacam pukulan satu-dua. Mari kita temukan organisme yang dapat merobohkan aktivitas metanogen, serta organisme yang merupakan konsumen hidrogen yang lebih baik. Bisakah kita menghasilkan campuran mikroba yang akan menggeser fenotipe rumen dari metana tinggi yang berproduksi ke produksi metana rendah?
Afn: Bagaimana ini dibandingkan dengan pendekatan yang ada?
SEBAGAI: Kami tidak percaya kami harus mengejar apa pun yang tidak memberikan manfaat produktivitas (memungkinkan hewan untuk menghasilkan lebih banyak daging atau susu pada ransum yang sama). Ada beberapa produk yang meningkatkan produksi tetapi sangat sedikit pada metana, dan beberapa produk yang merobohkan metana secara substansial, tetapi tidak melakukan apa pun pada produksi.
Yang ingin kami ciptakan adalah sesuatu yang melakukan keduanya. Untuk sapi perah, sesuatu yang bisa menghasilkan pengurangan metana 30% Dan Peningkatan efisiensi pakan 3% akan menjadi yang terbaik di kelasnya.
Dan mungkin kita dapat merekayasa salah satu organisme itu dan meningkatkan penghambatan metanogen hingga 50%, 60%, atau bahkan 70%? Dan karena Anda bahkan meluangkan lebih banyak hidrogen, hidrogen itu dapat digunakan untuk produktivitas. Jadi bisakah kita mendapatkan pengurangan metana 50% dan efisiensi pakan 5%?
Afn: Kemajuan apa yang telah Anda buat sejauh ini?
SEBAGAI: Konsorsium pertama kami dari organisme yang terjadi secara alami yang dapat memiliki manfaat untuk mengurangi metana dan peningkatan produktivitas keluar dari studi in vivo pada sapi perah saat kita berbicara. Dan saya akan mengatakan untuk varietas yang direkayasa, memulai sebuah studi mungkin dapat dilakukan pada akhir tahun karena kami memiliki molekul prototipe yang kami tahu dapat kami ikuti. Ini tentang memilih konstruk yang tepat sekarang untuk mengambil pengaturan in vivo.
Afn: Apa model bisnis Anda di BioMedit?
SEBAGAI: Nutrisi, yang melakukan investasi strategis di perusahaan pada awal 2023memiliki hak atas teknologi aditif pakan kami, atau setidaknya aplikasi yang kami miliki dalam pipa kami pada saat itu (dari kesepakatan).
Untuk BE-101, keyakinan kami adalah bahwa untuk pasar AS, industri broiler begitu terkonsentrasi sehingga kami bisa langsung pergi ke pasar. Bagi Brasil, pasar kedua kami, kami mungkin akan bekerja dengan distributor.
Namun, jika kita mendapatkan produk metana yang benar -benar dapat memberikan, seseorang mungkin harus membeli perusahaan untuk itu, karena itu akan menjadi situasi yang cukup signifikan di mana itu mungkin cara untuk mengakses nilai penuh teknologi.
Bacaan lebih lanjut: