Óþarfa sameindir: Skrá yfir sameindir sem eru aðgengilegar

• Höfundur:
• Höfundur nafn

  Quantumrun Foresight
• Desember 22, 2022

Innsýn samantekt

Tilbúið líffræði er vaxandi lífvísindi sem beitir verkfræðireglum í líffræði til að búa til nýja hluta og kerfi. Í lyfjauppgötvun hefur tilbúið líffræði möguleika á að gjörbylta læknismeðferð með því að búa til sameindir eftir kröfu. Langtímaáhrif þessara sameinda gætu falið í sér að nota gervigreind til að flýta fyrir sköpunarferlinu og líflyfjafyrirtæki fjárfesta mikið á þessum vaxandi markaði.

Samhengi sameinda eftir kröfu

Efnaskiptaverkfræði gerir vísindamönnum kleift að nota verkfræðilegar frumur til að búa til nýjar og sjálfbærar sameindir, svo sem endurnýjanlegt lífeldsneyti eða krabbameinsfyrirbyggjandi lyf. Með þeim fjölmörgu möguleikum sem efnaskiptaverkfræði býður upp á, var hún talin ein af "Top Ten Emerging Technologies" af World Economic Forum árið 2016. Að auki er gert ráð fyrir að iðnvædd líffræði muni hjálpa til við að þróa endurnýjanlegar lífafurðir og efni, bæta ræktun og gera nýja lífeðlisfræðileg forrit.

Meginmarkmið gervi- eða rannsóknarstofulíffræði er að nota verkfræðilegar meginreglur til að bæta erfða- og efnaskiptatækni. Tilbúin líffræði felur einnig í sér verkefni sem ekki eru efnaskipti, eins og erfðabreytingar sem útrýma malaríuberandi moskítóflugum eða verkfræðilegar örverur sem gætu hugsanlega komið í stað efnafræðilegs áburðar. Þessi fræðigrein er í örum vexti, studd af framförum í svipgerð með mikilli afköstum (ferlið við að meta erfðasamsetningu eða eiginleika), hraða DNA raðgreiningu og myndun getu og CRISPR-virkjaðri erfðabreytingu.

Eftir því sem þessari tækni fleygir fram, eykst geta vísindamanna til að búa til sameindir og örverur eftir þörfum fyrir alls kyns rannsóknir. Einkum er vélanám (ML) áhrifaríkt tæki sem getur hraðað sköpun tilbúinna sameinda með því að spá fyrir um hvernig líffræðilegt kerfi muni haga sér. Með því að skilja mynstrin í tilraunagögnum getur ML gefið spár án þess að þörf sé á miklum skilningi á því hvernig það virkar.

Truflandi áhrif

Óþarfa sameindir sýna mesta möguleika í uppgötvun lyfja. Lyfjamarkmið er próteinbyggð sameind sem gegnir hlutverki í að valda sjúkdómseinkennum. Lyf verka á þessar sameindir til að breyta eða stöðva starfsemi sem leiðir til sjúkdómseinkenna. Til að finna hugsanleg lyf nota vísindamenn oft öfugri aðferð, sem rannsakar þekkt viðbrögð til að ákvarða hvaða sameindir taka þátt í þeirri virkni. Þessi tækni er kölluð markafbygging. Það krefst flókinna efna- og örverufræðilegra rannsókna til að ákvarða hvaða sameind gegnir æskilegri virkni.

Tilbúið líffræði í lyfjauppgötvun gerir vísindamönnum kleift að hanna ný verkfæri til að rannsaka sjúkdómsferli á sameindastigi. Ein leið til að gera þetta er með því að hanna gervirásir, sem eru lifandi kerfi sem geta veitt innsýn í hvaða ferlar eiga sér stað á frumustigi. Þessar tilbúnu líffræðiaðferðir við uppgötvun lyfja, þekktar sem erfðamenginámur, hafa gjörbylt læknisfræði.

Dæmi um fyrirtæki sem útvegar sameindir eftir kröfu er GreenPharma í Frakklandi. Samkvæmt vefsíðu fyrirtækisins framleiðir Greenpharma efni fyrir lyfja-, snyrtivöru-, landbúnaðar- og fínefnaiðnaðinn á viðráðanlegu verði. Þeir framleiða sérsniðnar nýmyndun sameindir á gramm til milligrömmum. Fyrirtækið útvegar hverjum viðskiptavin tilnefndan verkefnastjóra (Ph.D.) og reglulegt skýrslutímabil. Annað lífvísindafyrirtæki sem býður upp á þessa þjónustu er OTAVAChemicals í Kanada, sem hefur safn 12 milljarða aðgengilegra sameinda eftir þörfum sem byggjast á þrjátíu og þúsund byggingareiningum og 44 viðbrögðum innanhúss. 

Afleiðingar sameinda á eftirspurn

Víðtækari afleiðingar sameinda eftirspurnar geta falið í sér: 

• Lífvísindafyrirtæki sem fjárfestir í gervigreind og ML til að afhjúpa nýjar sameindir og efnafræðilega hluti til að bæta við gagnagrunna sína.
• Fleiri fyrirtæki hafa greiðari aðgang að sameindum sem þarf til að kanna frekar og þróa vörur og verkfæri. 
• Sumir vísindamenn kalla eftir reglugerðum eða stöðlum til að tryggja að fyrirtæki noti ekki sumar sameindir til ólöglegra rannsókna og þróunar.
• Líflyfjafyrirtæki fjárfesta mikið í rannsóknarstofum sínum til að gera verkfræði eftirspurn og örvera kleift sem þjónustu fyrir önnur líftæknifyrirtæki og rannsóknarstofnanir.
• Tilbúið líffræði sem gerir kleift að þróa lifandi vélmenni og nanóagnir sem geta framkvæmt skurðaðgerðir og veitt erfðameðferð.
• Aukið traust á sýndarmarkaði fyrir efnabirgðir, sem gerir fyrirtækjum kleift að afla sér og fá ákveðnar sameindir hratt, auka rekstrarhagkvæmni þeirra og draga úr tíma á markað fyrir nýjar vörur.
• Ríkisstjórnir setja stefnu til að stjórna siðferðilegum afleiðingum og öryggisáhyggjum af tilbúinni líffræði, sérstaklega í tengslum við þróun lifandi vélmenna og nanóagna fyrir læknisfræðilega notkun.
• Menntastofnanir endurskoða námskrár til að innihalda lengra komnar viðfangsefni í tilbúnum líffræði og sameindavísindum, undirbúa næstu kynslóð vísindamanna fyrir nýjar áskoranir og tækifæri á þessum sviðum.

Spurningar sem þarf að íhuga

• Hver eru önnur hugsanleg notkunartilvik fyrir sameindir eftir kröfu?
• Hvernig getur þessi þjónusta annars breytt vísindarannsóknum og þróun?