Hoe de huidverzorgingsindustrie overstapt op genbewerking in een race tegen de klok

Je huidverzorgingsroutine heeft misschien een upgrade nodig, maar niet omdat je ouder wordt. Actieve ingrediënten die in cosmetica worden gebruikt, zijn misschien goed voor je huid, maar niet voor de planeet. Velen van hen zijn afkomstig van zeldzame planten of nietsvermoedende dieren. Squaleen, een veelgebruikt ingrediënt in crèmes en serums, wordt bijvoorbeeld geoogst uit haaienlevers. Dat vormt een probleem - en niet alleen voor bedreigde diersoorten, maar ook voor de veiligheid van de toeleveringsketen, het beheersen van prijzen en het waarborgen van de consistente kwaliteit van die ingrediënten.

Huidverzorging is een Markt van 100 miljard dollar. Geen wonder dat de opkomende biotechnologiebedrijven deze sector betreden. Wat ze op tafel brengen, zijn schonere en groenere alternatieven voor de producten die we al gebruiken. In plaats van te worden geoogst van wilde planten, kunnen de belangrijkste ingrediënten die in cosmetica worden gebruikt, worden geproduceerd uit gecultiveerde gewassen, zoals suikerriet, met behulp van precisiefermentatie. Deze technologie is in staat zeer zuivere enzymen, vitamines, geurstoffen, natuurlijke pigmenten en actieve moleculen te produceren in een gecontroleerde omgeving tegen een fractie van de kosten.

Biobased huidverzorgingsproducten zijn al op de markt. Biossance, die eigendom is van AmyrisAMRS
(Nasdaq: AMRS), is de snelst groeiende merk bij Sephora met squaleen als hoofdingrediënt. Amyris heeft het van haaien afgeleide squaleen vervangen door hun precisiefermentatieproduct dat nu goed is voor 60% van de wereldmarkt voor de chemische stof. Een ander voorbeeld van biotech die huidverzorging betreedt, is een bedrijf genaamd moeder vuil, gestart door een MIT-wetenschapper in 2015. Hun productlijn bevat een combinatie van slimme ingrediënten en probiotica die zijn ontworpen om samen te werken om het microbioom van de huid in balans te brengen, met wetenschap om dit te ondersteunen. De oprichter, Jasmina Aganovic, is sindsdien een ander bedrijf begonnen met de naam archaea dat tot doel heeft de hele levensboom aan te boren om voorheen ontoegankelijke ingrediënten te ontwikkelen.

"Biotechnologie stelt ons in staat om het ingrediëntenpalet van de schoonheidsindustrie uit te breiden naar moleculen in alle delen van de boom des levens, ethisch en duurzaam", aldus Jasmina. "Bij Arcaea zien we hoe deze op krachtige manieren in schoonheid kunnen worden toegepast om nieuwe categorieën ingrediënten en productfunctionaliteit te creëren."

Biotechnologische innovatie kan inderdaad verder gaan dan het vervangen van bestaande ingrediënten en kan helpen bij het introduceren van nieuwe producten die beter zijn dan wat er momenteel in onze schappen ligt. Een relatief nieuw biotechbedrijf belde Sestina bio gaat achter deze speciale ingrediënten aan. Hun eerste commerciële doelwit is bakuchiol, een natuurlijk alternatief voor retinol dat niet de UV-gevoeligheid en irritatie veroorzaakt die retinol wel kan. Het nadeel van het gebruik van dit supermolecuul is dat bakuchiol momenteel afkomstig is van een bedreigde plant, dus de toeleveringsketen is niet schaalbaar – en de prijs stijgt met de vraag. Sestina heeft zich voorgenomen om dit begeerde ingrediënt te produceren met behulp van synthetische biologie en precisiefermentatie.

Maar het ontwikkelen van een nieuw biologisch fabricageproces is geen gemakkelijke opgave: eerst moet je uitzoeken hoe je dat product kunt maken in een micro-organisme zoals gist, en vervolgens een stam ontwikkelen die er commerciële hoeveelheden van kan maken en robuust genoeg is om te groeien in industriële omstandigheden. voordat u de productie kunt opschalen. Dit proces duurt vaak jaren. Maar Sestina was in staat om een klaar voor opschaling in minder dan 12 maanden. Dit is een ongekende tijdlijn voor de ontwikkeling van nieuwe producten in de biotech-industrie. Ze waren in staat om de grens van een jaar te overtreffen door gebruik te maken van datawetenschap en geavanceerde tools voor genoomengineering, zoals die van Inscripta. Onyx^® platform.

Voor bedrijven als Sestina stroomlijnt Inscripta het strain-engineeringproces met hun Onyx-instrument dat CRISPR-bewerking uitvoert en meer in een zwarte doos. De manier waarop het werkt, is dat je een standaard giststam erin stopt en na 2-4 dagen geeft het duizenden gemanipuleerde cellen terug die kunnen worden gescreend op verbetering. Klinkt als magie? Het is niet. Het is eigenlijk een combinatie van bio-informaticasoftware, geavanceerde microfluïdica, aangepaste chemie, geoptimaliseerde enzymen en rekenkracht die deze machine in staat stelt alles te doen wat een volledig bemand laboratorium kan, maar dan veel sneller. Hiermee kunnen projecten die vroeger jaren duurden nu in slechts enkele maanden worden uitgevoerd, en Sestina's bakuchiol-succesverhaal bewijst het.

"Het creëren van een Bakuchiol-stam die de ontberingen van schaalvergroting kan overleven en kan winnen bij de productie, vereiste aanzienlijke enzymverbetering en onverwachte bewerkingen van het hele genoom die het pad ondersteunen. De Onyx stelde ons in staat om snel beide doelen tegelijkertijd te bereiken, waardoor ons hele proces aanzienlijk werd versneld”, zegt Andrew Horwitz, VP R&D bij Sestina Bio, in een persbericht.

Bakuchiol is een van de eerste commerciële bioproducten die is ontwikkeld met behulp van het Onyx-platform. Maar andere synthetische biologiebedrijven die actief zijn op het gebied van ingrediënten, willen ook hun productontwikkelingsproces versnellen met het Onyx-instrument van Inscripta. Tot degenen die de technologie van Inscripta gebruiken, behoren reuzen zoals Amyris, Ginkgo Bioworks en Wilgen Biowetenschappen. Willow Biosciences werkt aan de productie van zeer zuivere ingrediënten voor de persoonlijke verzorging, voedingsmiddelen en dranken, en farmaceutische markten, zoals cannabigerol ("CBG"), het eerste commerciële ingrediënt in zijn portfolio.

Inscripta gaat zelf niet achter specifieke ingrediënten aan, maar biedt synthetische biologiebedrijven de tools om hun doelen sneller te bereiken door het onderzoek, het ontwerp en de procesontwikkeling van nieuwe commerciële producten te versnellen. Ginkgo Bioworks doet ook strain engineering as a service: ze werken samen met bedrijven als Givaudan en Boutdraden om ingrediënten uit de natuur te helpen transformeren in duurzamere versies gemaakt in microben.

Wat bedrijven als Inscripta en Ginkgo doen, is in zekere zin de spreekwoordelijke "plectrums en schoppen" bieden voor de goudkoorts op de markt voor duurzame ingrediënten. Hun technologie kan de productontwikkelingstijd helpen verkorten van jaren tot maanden en dat levert een echt concurrentievoordeel op in een snel veranderende biotech-omgeving. Wat dat voor bedrijven betekent, is dat ze duurzamere ingrediënten sneller op de markt kunnen brengen – en voor ons dat we ze sneller op ons gezicht kunnen zetten in de race tegen de klok.

Bedankt aan Katia Tarasava voor aanvullend onderzoek en rapportage over dit artikel. Ik ben de oprichter van SynBioBeta en sommige van de bedrijven waarover ik schrijf, waaronder Inscripta, Amyris en Ginkgo Bioworks, zijn sponsors van de SynBioBeta-conferentie en wekelijkse samenvatting.