Hvordan hudpleieindustrien vender seg til genredigering i et kappløp mot tiden

Hudpleierutinen din kan trenge en oppgradering – men ikke fordi du blir eldre. Aktive ingredienser som brukes i kosmetikk kan være bra for huden din, men ikke for planeten. Mange av dem er hentet fra sjeldne planter eller intetanende dyr. For eksempel høstes squalene, en vanlig ingrediens i kremer og serum, fra hailever. Det utgjør et problem – og ikke bare for truede arter, men for forsyningskjedesikkerhet, kontroll av priser og sikring av konsistent kvalitet på disse ingrediensene.

Hudpleie er en 100 milliarder dollar marked. Ikke rart de nye bioteknologiselskapene beveger seg inn i denne sektoren. Det de kommer med på bordet er renere og grønnere alternativer til produktene vi allerede bruker. I stedet for å bli høstet fra ville planter, kan nøkkelingrediensene som brukes i kosmetikk, produseres fra kultiverte avlinger, som sukkerrør, ved hjelp av presisjonsgjæring. Denne teknologien er i stand til å produsere svært rene enzymer, vitaminer, dufter, naturlige pigmenter og aktive molekyler i et kontrollert miljø til en brøkdel av prisen.

Biobaserte hudpleieprodukter er allerede på markedet. Biossans, som eies av AmyrisAMRS
(Nasdaq: AMRS), er raskest voksende merkevare på Sephora som har squalen som hovedingrediens. Amyris har erstattet hai-avledet squalene med deres presisjonsgjæringsprodukt som nå står for 60 % av det globale markedet for kjemikaliet. Et annet eksempel på at bioteknologi går inn i hudpleie er et selskap som heter Mor skitt, startet av en MIT-forsker i 2015. Produktlinjen deres inneholder en kombinasjon av smarte ingredienser og probiotika designet for å fungere sammen for å balansere mikrobiomet i huden, med vitenskap for å støtte det. Grunnleggeren, Jasmina Aganovic, har siden startet et annet selskap kalt arkea som tar sikte på å benytte seg av hele livets tre for å utvikle tidligere utilgjengelige ingredienser.

"Bioteknologi gjør oss i stand til å utvide ingredienspaletten til skjønnhetsindustrien til molekyler i alle deler av livets tre, etisk og bærekraftig," sa Jasmina. "Hos Arcaea ser vi hvordan disse kan brukes på kraftige måter i skjønnhet for å skape nye kategorier av ingredienser og produktfunksjonalitet."

Faktisk kan bioteknologisk innovasjon gå utover å erstatte eksisterende ingredienser og bidra til å introdusere nye produkter som er bedre enn det som for tiden er i hyllene våre. Et relativt nytt bioteknologiselskap kalt Sestina Bio går etter disse spesialingrediensene. Deres første kommersielle mål er bakuchiol, et naturlig retinolalternativ som ikke forårsaker UV-følsomheten og irritasjonen som retinol kan. Ulempen med å bruke dette supermolekylet er at bakuchiol for tiden hentes fra en truet plante, så forsyningskjeden er uskalerbar – og prisen stiger med etterspørselen. Sestina har satt seg fore å produsere denne ettertraktede ingrediensen ved hjelp av syntetisk biologi og presisjonsgjæring.

Men å utvikle en ny bioproduksjonsprosess er ikke en lett prestasjon: først må du finne ut hvordan du kan lage det produktet i en mikroorganisme som gjær, deretter konstruere en stamme som kan lage kommersielle mengder av det og er robust nok til å vokse under industrielle forhold før du kan skalere opp produksjonen. Denne prosessen tar ofte år. Men Sestina var i stand til å utvikle en klar for oppskalering på mindre enn 12 måneder. Dette er en enestående tidslinje for utvikling av nye produkter i bioteknologiindustrien. De var i stand til å slå ettårsmerket ved å bruke datavitenskap og banebrytende genomteknologiske verktøy, som Inscriptas Onyks^® plattform.

For selskaper som Sestina, strømlinjeformer Inscripta strain engineering-prosessen med deres Onyx-instrument som gjør CRISPR-redigering og mer i en svart boks. Måten det fungerer på er at du legger inn en standard gjærstamme og etter 2-4 dager returnerer den tusenvis av konstruerte celler som kan screenes for forbedring. Høres ut som magi? Det er ikke. Det er faktisk en kombinasjon av bioinformatikkprogramvare, avansert mikrofluidikk, tilpasset kjemi, optimaliserte enzymer og beregningskraft som gjør at denne maskinen kan gjøre alt som et fullt bemannet laboratorium kan gjøre – men mye raskere. Med den kan prosjekter som pleide å ta år nå gjøres på bare noen få måneder, og Sestinas bakuchiol suksesshistorie beviser det.

"Å lage en Bakuchiol-stamme som kan overleve påkjenningene med oppskalering og vinne i produksjonen krevde betydelig enzymforbedring og uventede hele genom-redigeringer som støtter banen. Onyx tillot oss å raskt oppnå begge målene parallelt, og akselererte hele prosessen vår, sa Andrew Horwitz, VP for R&D i Sestina Bio, i en pressemelding.

Bakuchiol er et av de første kommersielle bioproduktene som har blitt utviklet ved hjelp av Onyx-plattformen. Men andre syntetisk biologi-bedrifter som jobber i ingrediensområdet er også ute etter å fremskynde produktutviklingsprosessen med Inscriptas Onyx-instrument. De som bruker Inscriptas teknologi inkluderer giganter som Amyris, Ginkgo Bioworksog Willow Biosciences. Willow Biosciences jobber med å produsere ingredienser med høy renhet for personlig pleie, mat og drikke og farmasøytiske markeder, slik som cannabigerol ("CBG"), den første kommersielle ingrediensen i porteføljen.

Inscripta selv går ikke etter noen spesifikke ingredienser, men gir heller verktøyene for syntetisk biologibedrifter for å nå sine mål raskere ved å fremskynde forskning, design og prosessutvikling av nye kommersielle produkter. Ginkgo Bioworks utfører også strain engineering som en tjeneste: de har jobbet med selskaper som Givaudan og Boltetråder å bidra til å transformere ingredienser fra naturen til mer bærekraftige versjoner laget i mikrober.

På en måte, det selskaper som Inscripta og Ginkgo gjør, er å gi de velkjente "hakker og spader" for det bærekraftige ingrediensmarkedet goldrush. Teknologien deres kan bidra til å redusere produktutviklingstiden fra år til måneder, og det gir et reelt konkurransefortrinn i et fartsfylt bioteknologisk miljø. Hva det betyr for bedrifter er at de kan bringe mer bærekraftige ingredienser til markedet raskere – og for oss at vi kan sette dem på ansiktene våre raskere i kampen mot tiden.

Takk til Katia Tarasava for ytterligere forskning og rapportering om denne artikkelen. Jeg er grunnleggeren av SynBioBeta, og noen av selskapene jeg skriver om, inkludert Inscripta, Amyris og Ginkgo Bioworks, er sponsorer av SynBioBeta konferanse og ukentlig fordøyelse.