الميكروبات الأصلية في ذروة الموضة

Indibiome - هو الأسود الجديد (شيء أنيق للغاية) - هذا هو اسم المقال باللغة الإنجليزية ( رابط إلى Habr ) ، إليك ترجمة لنصي.

الميكروبات الأصلية في ذروة الموضة ، تمامًا كما في الصناعات الإلكترونية وأجهزة الكمبيوتر ، ستكون مكاتب تصميم الميكروب قادرة على تلبية الاحتياجات في مجال الرعاية الصحية والزراعة وإنتاج الأغذية والصناعة.

تمت مناقشة Indibiome في مقالي السابق باللغة الروسية ( رابط ). إن indibiome عبارة عن ميكروبيوم جذري ، نشأ من مصطلح "الشعوب الأصلية" ، ويستخدم المصطلح أدناه بمعنى "متأصل في بيئة معينة ، مترجمة ومحسنة للوجود المستدام".

كانت الميكروبات موجودة دائمًا ، ومع ذلك ، فإن التقنيات التي تسمح بالمعالجة الميكروبية الفعالة ، وكذلك البيانات الوراثية والتجريبية المتراكمة على مجموعة متنوعة من المجتمعات الميكروبية ، لم تصل إلى المستوى المطلوب إلا في العقد الماضي. فيما يلي مفهومي "لمكتب تنمية indibiome" متعدد التخصصات ، وسأكون سعيدًا بملاحظاتك في التعليقات.


يتم تطوير التطبيقات الحاسوبية والإلكترونية بناءً على الاحتياجات: يتم طرح المشكلة لأول مرة ، ويتم تطوير الحل كمزيج من أحدث المواد والعناصر ومكتبات البرامج والأجهزة الموجودة وأكثرها اقتصادا. في العالم الميكروبي ، لا يزال كل شيء يعمل بشكل مختلف بشكل أساسي: يكتشف شخص ما الخصائص الميكروبية المتميزة (إنزيم يمكن أن يعمل عند درجة حرارة أعلى ، والقدرة على التخلص من الميكروبات الضارة الأخرى ، وما إلى ذلك) ، ثم يحاول إنشاء تطبيق بهذه الخاصية الفردية . من وجهة نظر السبب والنتيجة ، نلاحظ التأثير أولاً ، ثم نحاول معالجة السبب (الميكروب) في أي تطبيق ممكن. يوفر هذا حلولًا تكون فيها الميكروبات هي الجزء الرئيسي ، ومجموع التقنيات نادر الحدوث ، وهو نفس إنتاج الدوائر الصغيرة في عوامل شكل جديدة ، ولكن ليس لديها اللوحات الأم أو مجموعات من مطوري البرامج الذين يهدفون إلى استخدام الإمكانات الكاملة.

فكرة صغيرة عن الفرق بين الميكروبات والأندوبيوم في سياق هذه المقالة ، إن الإندوبيوم عبارة عن مجموعة من الميكروبات المختلفة في حالة توازن ثابت ، والتي تدعمها التفاعلات الميكروبية. لقد درسنا الميكروبات الفردية بشكل جيد بما فيه الكفاية ، وكثير منها مجسّد في تقنيات تبلغ قيمتها مليار دولار ، في حين أن فهم الميكروبيوم بعيد عن الاكتمال بسبب التعقيد الذي ينشأ عن العديد من التفاعلات. من وجهة نظر التطبيق ، نستخدم عادة الميكروبات لإنتاج: المواد القابلة للتحلل الحيوي ، والأدوية (على سبيل المثال ، الأنسولين) ، وتخمير الطعام والكحول ، وما إلى ذلك في بعض الأحيان ، كمصدر لجزيئات جديدة للطب والتكنولوجيا الحيوية. يتم اعتبار الميكروبيوم (اتحادات البكتيريا) بشكل أساسي مع المكانة التي يشغلونها - الميكروبيوم المعوي والأمعاء ، ميكروبيوم الجلد والجلد ، ميكروبيوم البحيرة والبحيرة. نحن نركز على الحلول المفيدة للمكانة عندما نحاول التأثير على الميكروبيوم ، وبعبارة أخرى ، فإن النهج العام هو حل المشكلة المتخصصة عن طريق إضافة ، وتحسين ، ومعالجة الميكروبيوم فيها. قد تكون فكرة جيدة microbiome المتخصصة - فكرة جيدة عند اختيار تكوين microbiome - indibiom ، على سبيل المثال ، العديد من العلامات التجارية في مجال الرعاية المهبلية تستمد الإلهام من الدراسات الحديثة حول microbiome المهبلي ( رابط لمقال عن Habré).

تم اتخاذ الخطوات الأولى في مجال الرعاية الصحية ، حيث إن الميكروبيوم المعوي والأمعاء يمثلان على ما يبدو أحد الأجزاء الأساسية لصحة الإنسان ، أما المناطق الأخرى فهي التربة والجلد ، وبعد ذلك يمكن استخدام نظام مفتوح. علاوة على ذلك ، قد تكون مهتمًا بمباني المباني والسيارات والملابس والحيوانات الأليفة. أينما كان ذلك يمكن أن يحل المشاكل ، على سبيل المثال ، ضمان سلامة إنتاج المواد الغذائية باستخدام دليل مبنى المصنع أو الحماية من الأمراض المعدية في المستشفى باستخدام دليل مكان العمل ، أو تقليل مستوى الحساسية للحيوانات الأليفة.

فهم تعقيد الميكروبيوم ممكن فقط مع النهج متعددة التخصصات. بمجرد اختيار المشكلة ذات الصلة بالمجال: ستعمل المعلوماتية الحيوية والبحث الأدبي على تضييق مجال البحث ، وسيتم استخدام البيولوجيا الجزيئية للاختبارات والتلاعب المختبرية ، ويمكن في النهاية استخدام النظم الهندسية لتصميم مكانتها الأصلية (حيث ، بفضل قدرة المستشعرات ، يمكن ترقيم النموذج رؤية المشروع
SHIME و M-SHIME - ProDigest - محاكي للأمعاء) ، وأخيرا ، يجب تسليم الميكروبيوم إلى الموقع باستخدام مناهج من علم المواد. مع هذا النهج ، يمكن تشكيل حتى الميكروبات المحلية دي نوفو.

كل الحقائق المذكورة أعلاه تقودنا إلى مفهوم مكتب تصميم الميكروبيوم. تعمل بالفعل خدمات التصميم الصناعي والنماذج الأولية: يأتي الشخص بمشروعات حشو وإلكترونيات ، وتقوم الشركة بتطوير جهاز كمبيوتر لوحي ، وتصميمات ، وتطبع غلاف الجهاز ، وتقوم بإنشاء نموذج أولي وإنتاج برنامج تشغيل داخلي أو توصيله بالسحابة. ولكن كل ذلك بدأ بمشكلة تحتاج إلى حل ، وبعض الأفكار حول كيفية القيام بذلك. التقنيات الميكروبية في نهاية عام 2020 لم تعد علم الصواريخ ، وزراعة البكتيريا واستنساخها متاحة للجميع ، وكذلك شراء الرقائق الدقيقة ومعالجة البيانات. يمكن اختبار أي حل في غضون بضعة أشهر.

في الوقت الحالي ، تعد الدوافع التكنولوجية هي مؤسسات أكاديمية ، تقوم أساسًا بإنشاء عروض فرعية كمشاريع جانبية مع علماء من المشروعات الرئيسية للمؤسسة. يحدث هذا عادة عندما يفكر فريق علمي حول تطبيق التأثير المكتشف والمضي قدمًا بنشاط. الفواصل العرضية شائعة في مجالات مثل الضوئيات (على سبيل المثال ) ، حيث البحث مخصص للتطبيقات ، وهذه الممارسة جديدة في عالم الميكروبات. من المحتمل أن تحتوي الإنجازات الأكاديمية في مجال علم الأحياء المجهرية على العديد من الحلول للمشاكل القائمة.
في حين أن جوهر الحل سيأتي من منطقة الميكروبيوم ، فإن "تغليف الحل" أكثر إثارة. يمكن الحصول على أجزاء إضافية من القرار النهائي باستخدام تقنيات الاختراق التالية:
المواد القابلة للتحلل الحيوي - غالبًا ما تكون وسيلة للإيصال المستمر للأدوية ، يمكن تصميم المواد للتحلل الانتقائي لبعض البكتيريا فقط ، وبالتالي ، يعمل المحلول بأكمله كعامل علاجي
ميكروفلويديك - مختبر على الرقاقة ، حلول تستخدم البكتيريا كأجهزة استشعار أو مُصنّعة في تنسيق microformat
علم البيانات - مثل الخرائط الرقمية للزراعة وميكروبات التربة المستخدمة لاستراتيجيات تحسين التربة. لقد صنعنا خريطة أولية لمقاومة المضادات الحيوية مع infotanka ، على سبيل المثال ( link )
المعلوماتية الحيوية - من المحتمل أن تخلق ميكروبيومًا جديدًا من البكتيريا ذات الجينومات المعروفة - وذلك لتوفير سلاسل استقلابية جديدة تمامًا
تقنيات التخمير - عمليات التخمير يمكن أن تحول الأغذية غير الصالحة للأكل إلى مغذية وظيفية

الخبرة الأساسية

وتتمثل الخبرة الرئيسية للمكتب في التطبيقات الميكروبيولوجية ، أي في فهم خطوط الأنابيب التكنولوجية لمختلف الصناعات التي تستخدم فيها المستحضرات الميكروبية بالفعل. سيسمح ذلك للفريق بتجنب النهج القائم على مجال واحد (أي فقط في مجال الطب أو إنتاج النفط) وتطبيق الأفكار الناجحة في اتجاهات مختلفة.
يجب أن يكون الفريق المشترك بين القطاعات من المستوى الهندسي ، وليس الفائزين بجائزة نوبل ، وهذا أمر مهم. يجب أن تتضمن احترافية الفريق: الزراعة الميكروبية ، التخمير ، الكيمياء العضوية ، المواد القابلة للتحلل ، الأجهزة الطبية ، ميكروبيوم التربة ، إلخ.

في حين أن المركز الرئيسي للخبرة سيبحث عن حلول أولية ، يجب أن يكون مطور الأعمال قادرًا على تقييم التكاليف والقيمة السوقية ، مما يؤدي إلى زيادة الدقة بشكل متكرر عند اكتمال المشروع التجريبي.
يجب استخدام متخصصي التسويق والملكية الفكرية كمستشارين في المراحل الأولى من مفهوم المنتج.

أي حل جديد في مثل هذا المكتب لن يكون محيطًا أزرق من حيث الأسواق الجديدة تمامًا ، ولكنه سيدخل سوق الحلول غير الميكروبية ويظهر كفاءة أفضل. علاوة على ذلك ، يجب استخدام الثبات المدمج في التركيبة الميكروبية لغزو السوق:
ككريم للبشرة الميكروبيوم ، فإنه لا يوفر التغذية فقط ، ولكنه أيضًا يخلق نوعًا جديدًا من الميكروبيوم الجلد المكتفي ذاتيًا ، حتى الحد الذي لا يكون فيه الكريم الأولي مطلوبًا. فكرة جديدة للسوق هي أنك لا تحتاج إلى بيع العديد من المنتجات طوال حياتي ، يمكنك إنشاء نظام مستدام تحتاج إلى الحفاظ عليه من وقت لآخر. يتم إعادة إنشاء النظم الميكروبية على جلدك أو في حديقتك وتسمح لك بالتخلي عن المصانع لإنتاج المواد الكيميائية والمستودعات والسيارات التي تعمل على محركات البنزين.

الأسواق الواعدة لإيجاد حلول هي: العناية بالبشرة ، النباتات المهبلية ، تنظيف الغرف (المنزلية والصناعية) ، الأطعمة المخمرة. في هذا المجال ، يجب على الفريق اكتساب فهم لمستوى الحلول الميكروبية وغير الميكروبية والاحتياجات غير الملباة.

سيكون من الحكمة في البداية الابتعاد عن الميكروبات الطبية ، خاصةً في منطقة الأمعاء ، حيث أن هذا المجال منافس للغاية ، منظم بشكل صارم للغاية ، ويشمل تجارب بشرية باهظة الثمن ويظهر أطول وقت للتسويق. الاستثناء الوحيد هنا هو استخدام مجموعات من الميكروبات المستخدمة بالفعل في الممارسة السريرية ونماذج التسليم التي تم اختبارها بالفعل ، أي أن مجموعة من التقنيات المعتمدة قريبة من السوق. الأسواق على هامش الإمدادات الطبية - الصرف الصحي والغذاء ومستحضرات التجميل - مربحة للغاية ، وهناك بالفعل اتجاهات مثل الاستدامة والود البيئي والتصنيع الخفيف والاستهلاك.
يمكن أن يكون للمنتجات الموجودة في هذا السوق آثار طبية مثيرة للاهتمام: يمكن لمطهر الغرفة تحسين جودة الهواء ، أو يمكن أن يساعد كريم الجلد في الأمراض الجلدية ، ويجب اختبار هذه الخصائص سريريًا نظرًا لأن المنتج ينضج ، بطبيعة الحال ، نتوقع أن تكون مبنية على خلق بيئة مستقرة الميكروبية.

بعد استكشاف الأسواق المذكورة أعلاه مع مركز التحليل ، الهدف الأول هو تقديم حل الميكروبية. في البداية ، يمكن أن يستند القرار إلى الخصائص الميكروبية الافتراضية التي يمكن العثور عليها في الطبيعة أو اختبارها في المختبر. التقنيات الإضافية التي تعمل على توصيل الميكروبات ، على سبيل المثال ، في هذه المرحلة يمكن أن تخلق خصائص تغيب عن المنافسين. ومن المثير للاهتمام أن الملكية الفكرية يمكن أن تكون التقاطع الدقيق للتكنولوجيات الميكروبية والتكميلية. علاوة على ذلك ، وبفضل تجربة المكتب ، سيتمكن من تنفيذ حلول مماثلة في مشاريع مختلفة - هذه هي قيمة المكتب - في وضع إطار للتطبيق الميكروبيولوجي.

المجلس الاستشاري العلمي (SAB) وزملاؤه العلماء هم محطة القطار التالية عند مناقشة الحل. باستخدام المواد الإعلامية في تطوير التقنيات والبيانات المتعلقة بالجينوم البكتيري والشبكات ، ينبغي مناقشة حل أي مشروع جديد وانتقاده وتعديله. لذلك هناك فرصة للحصول على متخصص في مسألة محددة في عملية مناقشة مشروع - وهذا يعطي قيمة تسويقية لا تصدق ، ومنهجية شفافة تمامًا للتنمية.

والخطوة التالية هي الاختبارات المعملية. من الأفضل أن يكون للمكتب مختبر ميكروبي خاص به ، ومع ذلك ، يمكن إكمال الخطوات الأولى بالكامل من خلال التعاقد من الباطن أو العمل في مختبرات العمل المشترك المتوفرة في المدن الكبيرة. تتمثل نتيجة مرحلة الاختبار المختبري في تأكيد الخصائص والفحوص الأولية ، مما يؤكد بشكل مثالي أن المنتج الذي تم اختراعه يعمل في ظروف المختبر ويجب نقله إلى المرحلة التجريبية للاختبار خارج المختبر.

ما تحتاجه للبدء

يتطلب فريق قادر على العمل الأولي. سيتضمن العمل وصفًا للتكنولوجيا وتحليل السوق لمختلف الأسواق والحلول. 3-4 الأشخاص الذين يمكنهم تحليل التسويق ، وسوق سلع استهلاكية ، والأجهزة الطبية ، والمكملات الغذائية ، يجب أن يقرروا مدى جدوى المشاريع في المناطق المقترحة.

Techtransfer ، والتركيز على العملاء وردود الفعل المستمرة

عند إنشاء منتج ميكروبي ، يجب على الفريق مراقبة العملاء المحتملين من الشركات الذين يمكنهم شراء التكنولوجيا ، وفي الوقت نفسه يكونون على مقربة من المستخدم النهائي للمنتج ومراقبة رد فعل مجموعة التركيز. الجزء التالي هو الاختبار ، بالنسبة لبعض المنتجات ، يلزم إجراء تجارب سريرية (على سبيل المثال ، بالنسبة للأغذية ومستحضرات التجميل الوظيفية) ، ولكن بالنسبة للأبسط منها ، يمكن القيام بذلك في مختبر المكتب ويمكن مقارنة الفعالية بالنُهُج غير الميكروبية الموجودة في السوق.

النموذج الأولي للمنتج ، التصميم ، اقتصاديات الإنتاج ، خطة التسويق والمبيعات ، خطة حماية الملكية الفكرية ، نتائج الاختبار - كل هذا هو المرحلة الأخيرة من العمل في المكتب. يمكن إرسال المنتج إلى السوق. من الناحية المثالية ، بيع ترخيصًا ، يمكنك بيع التكنولوجيا بالكامل أو تطويرها مع شريك شركة أو VC.

الأسواق والحلول

رفاهية المهبل
المشكلة: تسليم غير فعال البروبيوتيك
الحل: نظام التسليم بروبيوتيك قابلة للتحلل

العناية بالفم
المشكلة: طبع أفواه الفم وصحة اللثة
الحل: علامة تبويب الغطاء مع البروبيوتيك ، (يمكن أن تكون الابتسامة ثلاثية الأبعاد شريكًا رائعًا)

العناية بالبشرة
المشكلة: الآثار غير المستقرة للكريمات
الحل: كريم يحتوي على ميكروبيوم جديد للبشرة (SPLAT يمكن أن يكون شريكًا رائعًا)

طعام
المشكلة: نقص الألياف الغذائية في الغذاء
الحل: مطعم للوجبات الخفيفة مخصص لـ Microbiome (BITE يمكن أن يكون شريكًا رائعًا)

تنظيف الغرفة
المشكلة: العدوى في المستشفيات
الحل: مكونات التنظيف بروبيوتيك للحماية الدائمة (PIP بالفعل هذا)
الحل 2: مفاعل السائل بروبيوتيك الملكية