Inovațiile recente din biotehnologie se îndreaptă acum către noi trenduri – inteligența artificială (AI), analiza datelor sau automatizarea pentru optimizarea producției. În consecință, a crescut cererea de produse biotehnologice și în afara granițelor companiilor biofarmaceutice sau din domeniul sănătății. Așadar, în timp ce industria biotehnologică se concentrează în principal pe medicină, există o mulțime de startup-uri care lucrează pentru a găsi soluții specifice pentru produse alimentare, materiale de diverse tipuri sau monitorizarea mediului.
Startup-urile din domeniu folosesc inteligența artificială, big data și analizele pentru a interpreta cantitățile masive de date biologice disponibile acum, cu scopul de a accelera inovația în industrie. Tehnologiile de secvențiere și de editare a genelor permit companiilor să înțeleagă genomurile și să folosească ingineria genetică în scopuri comerciale.
Acest lucru facilitează aplicabilitatea inovațiilor în medicina de precizie și biologia sintetică, cea din urmă utilizând și sinteza ADN-ului. Biofabricarea permite producerea durabilă și scalabilă a unei game largi de produse. Startup-urile biotech folosesc bioprinting-ul, microfluidica și ingineria tisulară pentru a inventa ceea ce se numește un produs biotehnologic – cu oferte variind de la carne de cultură și organe artificiale, până la laboratoare miniaturizate instalate pe un chip.
Iată topul primelor 10 tendințe ale anului în biotehnologie, prezentat de platforma StartUs Insights Discovery:
Ce tendințe biotech au cel mai mare impact asupra industriei?
- Inteligența artificială
AI le permite startup-urilor din biotehnologie să automatizeze o gamă largă de procese, ajutându-le să-și extindă operațiunile. De exemplu, pentru a accelera procesul de descoperire a unor noi medicamente, startup-urile biofarmaceutice folosesc inteligența artificială pentru screening-ul biomarkerilor și pentru parcurgerea unui volum imens de literatură științifică cu scopul de a tria informațiile utile. Algoritmii de clasificare a imaginilor sunt folosiți pentru detectarea rapidă a bolilor culturilor de plante în imaginile frunzelor sau a celulelor canceroase în scanările medicale. Învățarea profundă este un alt instrument utilizat pentru analiza microbiomului, screeningul fenotipului și diagnosticarea rapidă. Mai mult, AI își găsește aplicații în biotehnologia mediului pentru monitorizarea și gestionarea eficientă a ecosistemelor.
- Big Data
În arealul biotehnologiei, datorită extinderii tehnologiilor omice și integrării senzorilor și dispozitivelor IoT, este accesibilă, acum, o cantitate mult mai mare de date. Această abundență de date le permite startup-urilor biotech să inoveze prin utilizarea datelor mari și a soluțiilor de analiză. Acesta permite companiilor biofarma să recruteze mai eficient pacienții pentru studiile clinice. Startup-urile și companiile implementează soluții bioinformatice pentru a dezvolta furaje mai bune, pentru a îmbunătăți soiurile de culturi sau rasele de animale și pentru a explora microbii nedescoperiți.
- Editarea genelor
Evoluția ingineriei genetice a condus la modificări precise ale genomului, evitându-se inserțiile aleatorii de ADN. Nucleazele modificate și, mai recent, CRISPR (un mecanism de imunitate adaptivă) pentru care s-a acordat Premiul Nobel în 2020, au îmbunătățit eficiența editării genelor, acționând ca foarfece moleculare. Aceste progrese au lărgit domeniul de aplicare al terapiei genice, tratând tulburările genetice și alte afecțiuni prin adăugarea, înlocuirea sau reducerea la tăcere a unor gene specifice. Mai mult, modificarea genică țintită facilitează crearea de plante și animale transgenice superioare. Industria farmaceutică folosește, de asemenea, editarea genelor pentru a concepe terapii avansate, în special pentru tratamentul cancerului.
- Medicina de precizie
Costurile în scădere ale editării și secvențierii genelor au făcut aceste tehnologii mai comune în practica clinică. Acest avantaj a dat naștere medicinei de precizie, o strategie care le dă medicilor posibilitatea de a dezvolta tratamente și metode de prevenție pentru grupuri specifice. De asemenea, facilitează tratamentul personalizat pentru o varietate de boli, inclusiv cancere. Startup-urile din biotehnologie valorifică medicina de precizie pentru a descoperi noi ținte de medicamente, medicamente inovatoare, terapii genetice sau noi tehnologii de livrare a medicamentelor. În domeniul oncologiei, medicina de precizie permite tratamente personalizate pentru cancer, bazate pe mutații genetice individuale. Această tendință face, de asemenea, valuri în cercetarea bolilor rare, unde cunoștințele genetice duc la terapii inovatoare.
- Secvențierea genelor
O scădere semnificativă a costurilor de secvențiere a ADN-ului a deblocat numeroase aplicații din industrie. Secvențierea întregului genom identifică acum tulburările pediatrice și permite tratamente personalizate. De asemenea, facilitează stabilirea de cohorte mari cu fenotipări cuprinzătoare. Rapidă și accesibilă, secvențierea detectează microbi, de la agenți patogeni din probele clinice și din lactate, până la microbii benefici din sol. Inovația prosperă pe măsură ce startup-urile din biotehnologie dezvoltă noi tehnologii de secvențiere și explorează aplicații noi de secvențiere a genelor.
- Bioproducția
Bioproducția utilizează sisteme biologice pentru a produce terapii și produse medicale, biomateriale, alimente, băuturi și produse chimice speciale. Startup-urile avansează în diferite tehnologii de cultură celulară, fermentație și producție recombinată pentru a face bioproducția să fie ieftină și scalabilă.
Utilizarea materiilor prime biologice, împreună cu învățarea automată și automatizarea, face ca bioproducția să fie optimizată și mai durabilă, în comparație cu alte modele de producție.
- Biologia sintetică
Progresele fără precedent în citirea și scrierea genomului accelerează dezvoltarea produselor în biotehnologie. Biologia sintetică asigură standardizarea și reproductibilitatea, manipulând organismele la nivel de rețea genetică. Startup-urile de biologie sintetică abordează diverse provocări, de la proiectarea computerizată a medicamentelor, până la agricultura celulară și soluțiile de microbiom. Fabricile de celule bacteriene produc substanțe biochimice valoroase pentru aplicații farmaceutice, materiale și alimentare. În plus, apar soluții de biologie sintetică a mamiferelor. Fuziunea dintre ingineria genetică și proiectarea computațională creează secvențe ADN personalizate pentru aplicații specifice.
- Bioprinting
Producția aditivă în biotehnologie a dus la apariția startup-urilor de bioprinting care oferă o multitudine de materiale și produse. Sunt utilizate bioimprimante care lucrează cu cerneluri biologice derivate din biomateriale. Celulele servesc ca substrat în aplicațiile medicale, crescând în jurul unei schele pentru a dezvolta grefe osoase, de piele sau vasculare. Acest proces permite crearea unui medicament personalizat folosind celulele proprii ale pacientului. Bioprinting își găsește, de asemenea, utilizare în prototiparea rapidă și dezvoltarea biopolimerului.
- Microfluidica
Interesul pentru microfluidică in industria BioTech provine din nevoia de dispozitive lab-on-a-chip (LOC) sau cipul-laborator. Aceste laboratoare miniaturizate permit testarea rapidă și accesibilă a bolilor infecțioase, deschizând calea pentru diagnosticarea la punctul de îngrijire a pacientului. Microfluidica pe hârtie uzitată în diagnosticarea și monitorizarea mediului este un alt obiect de interes pentru startup-uri. Dispozitivele organ-on-a-chip (OOC), care simulează fiziologia organelor pe cipuri mici, își găsesc aplicații în screeningul medicamentelor și modelarea bolilor.
- Ingineria tisulară
Numărul startup-urilor de inginerie tisulară a crescut brusc în ultimii ani, datorită dezvoltării bioprinting-ului și microfluidicii. Această inginerie permite crearea de grefe de țesut autologe pentru tratarea arsurilo și ajută în transplantul de organe și medicina regenerativă. Deși, în mod tradițional, se concentrează pe aplicații biomedicale, ingineria țesuturilor explorează acum alternative durabile la produsele de origine animală, cum ar fi carnea sau pielea. Cu toate acestea, este necesară realizarea unei scale care să facă produsele alimentare comparabile cu cele de origine animală. Ingineria țesuturilor cardiace oferă, de asemenea, soluții potențiale pentru tratamentul bolilor de inimă, înlăturând deficiențe ale metodelor tradiționale de transplant.
Toate aceste tendințe în biotehnologie accelerează rapid cercetarea în bioproducție, bioprintare, medicina de precizie, industria farmaceutică și sunt esențiale pentru sustenabilitate, oferind alternative ecologice la producția de materiale și promovând o economie circulară.
