Waarom haalt de FBI enzymen uit Patagonië voor drugsdetectie?

Kura Biotech is de grootste enzymproducent waarvan je nog nooit hebt gehoord. Ze hebben hun weg naar de bekwaamheid van eiwittechnologie gebootst, allemaal vanuit het hart van Zuid-Amerika. Hun verhaal laat zien wat er mogelijk is als we conventies doorbreken en missiegedreven wetenschapsbedrijven bouwen buiten de traditionele epicentra van innovatie.

In de nasleep van de pandemie is werken op afstand in zwang. Dat was tien jaar geleden nog niet het geval. En zelfs vandaag de dag, met steeds meer bedrijven die bakstenen en mortel vermijden, passen biologen zich maar langzaam aan.

Toegegeven, labwerk kan niet in een huiskamer plaatsvinden. Wetenschappers hebben fysieke ruimtes nodig om te werken. Maar ze hoeven niet schouder aan schouder te staan ​​met iedereen met wie ze werken. Kura Biotech besefte dit al vroeg.

ADVERTENTIE

"Zelfs vóór de pandemie waren we ervan overtuigd dat je verbonden kon zijn met de wereld zonder midden in de dingen te zitten", zei Manuel Rozas Chief Scientific Officer en oprichter van Kura Biotech toen ik met hem sprak voorafgaand aan de SynBioBeta-conferentie. Terwijl de meesten hem zouden hebben geadviseerd om naar durfkapitalisten in The Bay Area en Boston te stappen, wendde Rozas zich tot een stad met 40,000 inwoners in Zuid-Chili.

Chili was niet alleen zijn thuis, maar had ook iets te bieden dat door een Chileense wetenschapper moest worden herkend: een weekdier met een onderbuikgevoel over drugsmisbruik.

Rode abalone - grote, door roest uitgehouwen weekdieren - vind je langs de kusten van Puerto Varas en zijn een krachtige bron van het enzym Beta Glucoronidase. Bèta-glucoronidase, kortweg BG genoemd, wordt gebruikt om opioïden en andere drugs in de urine op te sporen. BG is meestal afkomstig van runderen, maar de runder-BG is minder effectief. Helaas is zelfs abalone BG niet erg efficiënt. Dat is waar Kura Biotech om de hoek komt kijken.

ADVERTENTIE

Wanneer een medicijn door de lever wordt verwerkt, wordt er een klein label aan toegevoegd om het medicijn meer in water oplosbaar te maken, zodat het via de urine het lichaam kan verlaten. Dat label wordt door BG afgesplitst, zodat het oorspronkelijke medicijn kan worden opgespoord. Het hele proces in typische forensische workflows duurt tussen de vier en zestien uur.

Rozas en team probeerden een betere manier te vinden. Met behulp van een drieledige aanpak ontwikkelden ze versies van het BG-enzym die medicijnen sneller en efficiënter konden verwerken. Hun benadering omvatte zogenaamd 'rationeel ontwerp', 'semi-rationeel ontwerp' en 'gerichte evolutie'.

Bij rationeel ontwerp worden individuele wijzigingen aangebracht in specifieke delen van het enzym waarvan wetenschappers verwachten dat ze van invloed zijn op hoe goed het werkt. Bij semi-rationeel ontwerp worden meerdere delen van het enzym tegelijk aangevallen. Bij gerichte evolutie wordt het enzym willekeurig gemuteerd en worden mutanten met betere prestaties geselecteerd en verder ontwikkeld.

ADVERTENTIE

De resulterende suite van BG-enzymen van Kura Biotech kan bijna in minuten bereiken wat voorheen uren kostte. Daarom is Kura nu de grootste leverancier van BG-enzymen, niet alleen in Chili, maar over de hele wereld. Zelfs de FBI gebruikt Kura Biotech-enzymen, en met de huidige opioïdencrisis groeit de vraag.

Maar de opioïde-epidemie is niet de enige volksgezondheidscrisis die door Kura Biotech wordt getroffen. Toen de pandemie wetenschappers in 2020 naar huis stuurde, maakten Rozas en het team een ​​plan om weer aan het werk te gaan. Ze ontwikkelden COVID-detectiekits op basis van een technologie genaamd RT-LAMP, een soort PCR die sneller en goedkoper werkt.

ADVERTENTIE

In 4 maanden tijd ontwikkelden ze een test die bij 4 miljoen mensen werd gebruikt. Dat is ongeveer 20% van de bevolking van het hele land Chili.

"We waren in staat om heel snel iets uit te voeren met dat niveau van uitdaging, vanwege het soort cultuur, het soort mensen dat we hier hebben", zei Rozas.

Het is die cultuur die Shervin Kamkar, VP Business Development bij Kura Biotech, aantrok. "Hun vermogen om heel snel te schakelen en hun technische team aan het werk te zetten [aan de hand van de inspanning] is echt goed", merkte hij op. Kamkar heeft een stamboom met reuzen als Illumina
ILMN
en Roche. En hij woont niet in Patagonië.

Een zelfverklaarde genomics-nerd, Kamkar kwam aan boord om Kura's expansie in een nieuwe richting te leiden. Genomics – ons vermogen om de kracht van DNA te begrijpen en te benutten – is de sleutel tot precisiegeneeskunde. En enzymen die DNA maken, wijzigen en lezen zijn cruciaal voor genomics.

ADVERTENTIE

"Kura heeft een heel krachtig platform ontwikkeld om enzymen aan te passen en te verbeteren", legt Kamkar uit. Elk enzym is uniek en vereist een unieke test om het te bestuderen en te verbeteren. Kura blinkt uit in het toepassen van een scherpschutterachtige focus op een bepaald enzym om snel assays te ontwikkelen waarmee ze snel en betaalbaar een heleboel verschillende functies kunnen testen. Enzymen zijn ook octrooieerbaar. Dat betekent dat het enige creativiteit vergt om enzymen te vinden die kleine bedrijven de vrijheid geven om te opereren zonder licentiekosten te hoeven betalen.

"Kura is lenig genoeg en hongerig genoeg om productontwikkeling te doen zoals we het zouden moeten doen." En dat is volgens Kamkar door input uit de markt te gebruiken over welke enzymen er nodig zijn. Op dit moment is de markt gefocust op een DNA-vormend enzym genaamd TDT.

ADVERTENTIE

TDT is een soort superbouwer omdat het geen bestaande DNA-streng nodig heeft om te kopiëren, maar bouwstenen aan elke streng kan toevoegen. Wat dat zo aantrekkelijk maakt, is dat het gebruikt kan worden om compleet nieuw DNA te bouwen.

Maar net als BG is de ruggengraat die voor de meeste TDT's wordt gebruikt, meestal afkomstig van runderen. Kura gebruikt een nieuwe TDT-backbone die niet afkomstig is van sequenties van runderen of muizen en die niet wordt beschermd door eerdere patenten. Hun enzym is bijzonder bedreven in het toevoegen van nieuwe bouwstenen aan DNA, waardoor het nieuwe functies kan uitvoeren. Dit enzym zal een lanceerplatform zijn dat kan worden aangepast en aangepast aan de behoeften van de boetiek.

Op de komende SynBioBeta-conferentie in Oakland introduceert Kura hun Excel TDT Partnership Program om partnerbedrijven te vinden met dergelijke boutique TDT-applicaties. Over hun activiteiten bij SynBioBeta zei Kamkar: "Als je ons bij onze stand komt bezoeken, planten we ter ere van jou een boom in de brandwondenlittekens van Californië."

ADVERTENTIE

Zeer merkwaardig voor een gecertificeerde B Corp die 2% van hun omzet aan een stichting schenkt om door werknemers geleide projecten voor duurzaamheid en ondersteuning van kwetsbare bevolkingsgroepen te financieren.

Het moet gezegd worden dat laboratoriumwerk dat niet kan doorgaans voorkomen in een woonkamer. Maar dat is precies waar Rozas zijn start kreeg. Hij startte zijn eerste succesvolle bedrijf vanuit een laboratorium in zijn huis, en daarna startte hij Kura Biotech op zonder financiering van durfkapitaal. Ze zorgden niet alleen voor opschudding op het gebied van forensische drugsdetectie en COVID-diagnose, maar gebruikten wat ze leerden bij de ontwikkeling van COVID-assays om tests voor voedselveiligheidstests te maken. Nu hebben ze hun zinnen gezet op genomics.

Kura betekent 'rots'. Je zou kunnen zeggen dat ze een fundament hebben gelegd voor een nieuw soort biotechbedrijf; een die is bedacht op een plek waar mensen willen wonen; een die het type wetenschapper aantrekt die buiten de gebaande paden kan denken en snel kan schakelen; een die gemeenschappen buiten Boston en The Bay beïnvloedt.

ADVERTENTIE

Een reclamebureau dat de mensen van Kura interviewde, noemde hen "rebellen met een doel".

“We zijn niet zomaar een biotechbedrijf. Wat we doen, hoe we het doen en waar we het doen, is anders”, zegt Rozas.

Zoveel is duidelijk. En als het een rebellie is om van het spreekwoordelijke pad af te wijken voor biotech, dan is het een nobele rebellie - een rebellie die meer van de grote ondernemende geesten in de wetenschap zouden moeten overwegen.

Bedankt aan Jenna Gallegos voor aanvullend onderzoek en rapportage over dit artikel. Ik ben de oprichter van SynBioBeta en sommige van de bedrijven waarover ik schrijf, waaronder Kura Biotech, zijn sponsors van de SynBioBeta-conferentie. Voor meer inhoud kunt u zich abonneren op mijn wekelijkse nieuwsbrief en volg mij Twitter en LinkedIn.