Dlaczego FBI pozyskuje enzymy z Patagonii do wykrywania narkotyków?

Kura Biotech to największy producent enzymów, o którym nigdy nie słyszałeś. Utorowali sobie drogę do waleczności w inżynierii białek z głębi serca Ameryki Południowej. Ich historia pokazuje, co jest możliwe, jeśli przełamiemy konwencje i zbudujemy zorientowane na misję firmy naukowe poza tradycyjnymi epicentrami innowacji.

W obliczu pandemii praca zdalna jest w modzie. Tak nie było dziesięć lat temu. I nawet dzisiaj, gdy coraz więcej firm uchyla się od cegieł i zapraw, biolodzy wolno się przystosowują.

Wprawdzie praca laboratoryjna nie może odbywać się w salonie. Naukowcy potrzebują fizycznej przestrzeni do pracy. Ale nie muszą być ramię w ramię ze wszystkimi, z którymi pracują. Kura Biotech zdała sobie z tego sprawę wcześnie.

REKLAMA

„Jeszcze przed pandemią byliśmy przekonani, że można być połączonym ze światem, nie będąc w samym środku wydarzeń” — powiedział Manuel Rozas, dyrektor naukowy i założyciel Kura Biotech, kiedy rozmawiałem z nim przed konferencją SynBioBeta. Podczas gdy większość poradziłaby mu, aby zwrócił się do inwestorów venture capital w Bay Area i Bostonie, Rozas zwrócił się do 40,000-tysięcznego miasta w południowym Chile.

Oprócz tego, że był jego domem, Chile miało coś do zaoferowania, co musiał rozpoznać chilijski naukowiec — mięczak z przeczuciem dotyczącym narkomanii.

Czerwone uchowce — duże, ociosane rdzą mięczaki — występują na wybrzeżach Puerto Varas i są silnym źródłem enzymu zwanego beta glukoronidazą. Beta glukoronidaza, którą w skrócie nazwiemy BG, służy do wykrywania opioidów i innych narkotyków w moczu. BG jest zwykle pozyskiwany od bydła, ale bydlęcy BG jest mniej skuteczny. Niestety nawet abalone BG nie jest zbyt wydajny. I tu wkracza Kura Biotech.

REKLAMA

Kiedy lek jest przetwarzany przez wątrobę, dodaje się niewielką etykietę, aby lek był bardziej rozpuszczalny w wodzie, dzięki czemu może wydalić się z organizmu z moczem. Ten znacznik zostaje odcięty przez BG, dzięki czemu można wykryć oryginalny lek. Cały proces w typowych procesach kryminalistycznych trwa od czterech do szesnastu godzin.

Rozas i zespół szukali lepszego sposobu. Stosując potrójne podejście, opracowali wersje enzymu BG, które mogą przetwarzać leki szybciej i wydajniej. Ich podejście obejmowało tak zwany „racjonalny projekt”, „półracjonalny projekt” i „ukierunkowaną ewolucję”.

W racjonalnym projektowaniu wprowadza się indywidualne zmiany w określonych częściach enzymu, co do których naukowcy spodziewają się, że wpłyną na jego działanie. W półracjonalnym projekcie wiele części enzymu jest jednocześnie ukierunkowanych. W ewolucji ukierunkowanej enzym jest losowo mutowany, a mutanty o lepszej wydajności są wybierane i dalej ewoluowane.

REKLAMA

Powstały zestaw enzymów BG firmy Kura Biotech może osiągnąć prawie w ciągu kilku minut to, co wcześniej zajmowało godziny. Dlatego Kura jest obecnie największym dostawcą enzymów BG nie tylko w Chile, ale na całym świecie. Nawet FBI używa enzymów Kura Biotech, a przy obecnym kryzysie opioidowym popyt na nie stale rośnie.

Ale epidemia opioidów nie jest jedynym kryzysem zdrowia publicznego, na który wpłynęła firma Kura Biotech. Kiedy pandemia odesłała naukowców do domu w 2020 roku, Rozas i zespół opracowali plan powrotu do pracy. Opracowali zestawy do wykrywania COVID w oparciu o technologię o nazwie RT-LAMP, która jest rodzajem PCR, który działa szybciej i taniej.

REKLAMA

W ciągu 4 miesięcy opracowali test, który zastosowano na 4 milionach osób. To około 20% populacji całego kraju Chile.

„Byliśmy w stanie bardzo szybko wykonać coś o takim poziomie wyzwania, ze względu na rodzaj kultury i ludzi, których tu mamy” – powiedział Rozas.

To właśnie ta kultura przyciągnęła Shervina Kamkara, wiceprezesa ds. rozwoju biznesu w Kura Biotech. „Ich zdolność do bardzo szybkiego obracania się i zmuszania zespołu inżynierów do pracy [nad wysiłkiem] jest naprawdę dobra” — zauważył. Kamkar ma rodowód, który obejmuje gigantów, takich jak Illumina
ILMN
i Roche'a. I nie mieszka w Patagonii.

Samozwańczy maniak genomiki, Kamkar, wszedł na pokład, aby poprowadzić ekspansję Kury w nowym kierunku. Genomika – nasza zdolność zrozumienia i wykorzystania mocy DNA – jest kluczem do medycyny precyzyjnej. A enzymy, które tworzą, modyfikują i odczytują DNA, są kluczowe dla genomiki.

REKLAMA

„Kura opracowała naprawdę potężną platformę do modyfikowania i ulepszania enzymów” — wyjaśnił Kamkar. Każdy enzym jest wyjątkowy i wymaga unikalnego testu, aby go zbadać i ulepszyć. Kura specjalizuje się w nakładaniu ostrości snajperskiej na konkretny enzym w celu szybkiego opracowywania testów, które umożliwiają im szybkie i niedrogie testowanie wielu różnych funkcji. Enzymy również podlegają ochronie patentowej. Oznacza to, że znalezienie enzymów dających małym firmom swobodę działania bez konieczności płacenia opłat licencyjnych wymaga pewnej kreatywności.

„Kura jest wystarczająco zwinna i wystarczająco głodna, aby opracowywać produkty w sposób, w jaki powinniśmy to robić”. I to, według Kamkara, polega na wykorzystaniu danych z rynku na temat potrzebnych enzymów. W tej chwili rynek koncentruje się na enzymie budującym DNA o nazwie TDT.

REKLAMA

TDT jest czymś w rodzaju superkonstruktora, ponieważ nie wymaga istniejącej nici DNA do skopiowania, ale może dodawać elementy budulcowe do dowolnej nici. To, co czyni to tak atrakcyjnym, to fakt, że można go wykorzystać do zbudowania zupełnie nowego DNA.

Ale podobnie jak BG, szkielet używany w większości TDT zazwyczaj pochodzi ze źródeł bydlęcych. Kura wykorzystuje nowy szkielet TDT, który nie pochodzi z sekwencji bydlęcych ani mysich i nie jest chroniony wcześniejszymi patentami. Ich enzym jest szczególnie biegły w dodawaniu nowych elementów budulcowych do DNA, co pozwala mu pełnić nowe funkcje. Enzym ten będzie platformą startową, którą można dostosować i dostosować do potrzeb butiku.

Na nadchodzącej konferencji SynBioBeta w Oakland firma Kura zadebiutuje swoim programem partnerskim Excel TDT, aby znaleźć firmy partnerskie oferujące takie butikowe aplikacje TDT. O swoich działaniach w SynBioBeta Kamkar powiedział: „Jeśli przyjdziesz zobaczyć nas na naszym stoisku, posadzimy drzewo na twoją cześć w bliznach po oparzeniach Kalifornii”.

REKLAMA

Bardzo dobra marka dla certyfikowanej firmy B Corp, która przekazuje 2% swojej sprzedaży na fundację finansującą projekty kierowane przez pracowników na rzecz zrównoważonego rozwoju i wsparcia wrażliwych populacji.

Należy powiedzieć, że praca w laboratorium nie może zazwyczaj wystąpić w salonie. Ale właśnie tam Rozas zaczął. Swoją pierwszą odnoszącą sukcesy firmę założył w laboratorium w swoim domu, a następnie uruchomił Kura Biotech bez finansowania z kapitału podwyższonego ryzyka. Oprócz wprowadzenia zmian w kryminalistycznym wykrywaniu narkotyków i diagnostyce COVID, wykorzystali to, czego nauczyli się podczas opracowywania testów COVID, do stworzenia testów do testowania bezpieczeństwa żywności. Teraz skupili się na genomice.

Kura oznacza „skałę”. Można powiedzieć, że zbudowali fundament pod nowy rodzaj firmy biotechnologicznej; taki, który powstał w miejscu, w którym ludzie chcą mieszkać; taki, który przyciąga typ naukowca, który potrafi myśleć nieszablonowo i szybko się obracać; taki, który ma wpływ na społeczności poza Bostonem i Zatoką.

REKLAMA

Agencja brandingowa, która przeprowadziła wywiady z ludźmi Kury, nazwała ich „buntownikami w słusznej sprawie”.

„Nie jesteśmy kolejną firmą biotechnologiczną. To, co robimy, jak to robimy i gdzie to robimy, jest inne” – powiedział Rozas.

Tyle widać. A jeśli zejście z przysłowiowej ścieżki dla biotechnologii jest buntem, to jest to bunt szlachetny – bunt, który powinno rozważyć więcej wielkich przedsiębiorczych umysłów w nauce.

Dziękuję Jennie Gallegos za dodatkowe badania i raporty dotyczące tego artykułu. Jestem założycielem SynBioBeta, a niektóre z firm, o których piszę, w tym Kura Biotech, są sponsorami Konferencja SynBioBeta. Aby uzyskać więcej treści, możesz subskrybować mój cotygodniowy biuletyn i podążaj za mną Twitter i LinkedIn.