Indibiome - c'est le nouveau noir (quelque chose de très stylé) - c'est le nom de l'article en anglais (
lien vers Habr ), voici une traduction de mon propre texte.
Des microbes indigènes à la pointe de la mode, tout comme dans les secteurs de l'électronique et de l'informatique, les bureaux de conception de microbes seront en mesure de répondre aux besoins de la santé, de l'agriculture, de la production alimentaire, de l'industrie.
Indibiome est abordé dans mon précédent article en russe (
lien ). indibiome est un microbiome racine, originaire du terme "peuples autochtones", le terme est utilisé ci-dessous dans le sens de "inhérent à un certain environnement, localisé et optimisé pour une existence durable".
Les microbes ont toujours existé, cependant, les technologies qui permettent une manipulation microbienne efficace, ainsi que les données génétiques et expérimentales accumulées sur une variété de communautés microbiennes, n'ont atteint le niveau requis qu'au cours de la dernière décennie. Voici mon concept d'un «bureau de développement indibiome» interdisciplinaire, et je serai heureux de vos commentaires dans les commentaires.
Les applications informatiques et électroniques sont développées en fonction des besoins: le problème est d'abord posé, et la solution est développée comme une combinaison des matériaux, éléments, bibliothèques de logiciels et dispositifs existants les plus récents et les plus économiques. Dans le monde microbien, tout fonctionne toujours différemment: quelqu'un découvre des propriétés microbiennes exceptionnelles (une enzyme qui peut fonctionner à une température plus élevée, la capacité de chasser d'autres microbes nuisibles, etc.), puis essaie de créer une application avec cette seule propriété . Du point de vue de la cause et de l'effet, nous observons d'abord l'effet, puis essayons de manipuler la cause (microbe) dans toute application possible. Cela fournit des solutions dans lesquelles les microbes sont la partie principale, et la somme des technologies est rare, c'est la même chose que la production de microcircuits dans de nouveaux facteurs de forme, mais sans avoir les cartes mères appropriées ou les ensembles de développeurs de logiciels visant à utiliser le plein potentiel.
Une petite idée de la différence entre les microbes et l'indibiome dans le contexte de cet article, l'indibiome est un ensemble de différents microbes en équilibre stable, qui est soutenu par des interactions microbiennes. Nous avons suffisamment bien étudié les microbes individuels, et bon nombre d'entre eux sont incorporés dans des technologies d'un milliard de dollars, tandis que la compréhension du microbiome est loin d'être complète en raison de la complexité qui résulte de nombreuses interactions. Du point de vue de l'application, nous utilisons généralement des microbes pour la production: substances biodégradables, médicaments (par exemple, l'insuline), fermentation des aliments et de l'alcool, etc. Parfois, comme source de nouvelles molécules pour la médecine et la biotechnologie. Les microbiomes (consortiums de bactéries) sont principalement considérés en même temps que la niche qu'ils occupent - le microbiome intestinal et les intestins, le microbiome cutané et la peau, le microbiome lacustre et le lac. Nous nous concentrons sur des solutions utiles pour un créneau lorsque nous essayons d'influencer le microbiome, en d'autres termes, l'approche générale consiste à résoudre le problème du créneau en y ajoutant, en améliorant, en manipulant le microbiome. Un bon indice lors du choix d'une configuration de microbiome peut être le microbiome de niche bien connu - indibiom, par exemple, de nombreuses marques dans le domaine des soins vaginaux s'inspirent d'études récentes sur le microbiome vaginal (
lien vers l'article sur Habré).
Les premières étapes ont été franchies dans les soins de santé, car le microbiome intestinal et les intestins sont apparemment l'un des éléments fondamentaux de la santé humaine, d'autres domaines sont le sol et la peau, puis partout où l'utilisation d'un système ouvert peut être bénéfique. De plus, vous pourriez être intéressé par les indibiomes des bâtiments, des voitures, des vêtements, des animaux de compagnie. Partout où cela pourrait résoudre des problèmes, par exemple, assurer la sécurité de la production alimentaire en utilisant l'indibiom du bâtiment de l'usine ou la protection contre les infections nosocomiales à l'hôpital en utilisant l'indibiom des locaux, ou réduire le niveau d'allergie aux animaux de compagnie.
Comprendre la complexité du microbiome n'est possible qu'avec des approches multidisciplinaires. Une fois qu'un problème lié à une niche a été sélectionné: la bioinformatique et la recherche littéraire restreindront le champ de la recherche, la biologie moléculaire sera utilisée pour des tests et des manipulations en laboratoire, et enfin des systèmes d'ingénierie peuvent être utilisés pour modéliser la niche d'origine (où, grâce à la capacité des capteurs, le modèle peut être numérisé voir le projet
SHIME et M-SHIME - ProDigest - un simulateur de l'intestin) et, enfin, le microbiome doit être livré sur le site en utilisant des approches de la science des matériaux. Avec cette approche, même des microbiomes locaux de novo peuvent être formés.
Tous les faits ci-dessus nous conduisent au concept de bureau d'études de microbiome. Les services de conception industrielle et de prototypage fonctionnent déjà: une personne propose des projets de rembourrage et d'électronique, et la société développe une tablette, conçoit et imprime en 3D la coque de l'appareil, construit un prototype et produit un logiciel d'exploitation interne ou la connecte au cloud. Mais tout a commencé avec un problème qui doit être résolu et une idée de la façon de le faire. Les technologies microbiennes à fin 2020 ne sont plus sorcières, la croissance bactérienne et le clonage sont accessibles à tous, ainsi que l'achat de micropuces et le traitement des données. Toute solution peut être testée en quelques mois.
À l'heure actuelle, les moteurs technologiques sont les institutions universitaires, créant principalement des retombées en tant que projets parallèles avec des scientifiques des principaux projets de l'institution. Cela se produit généralement lorsqu'une équipe scientifique pense à appliquer l'effet découvert et avance activement. Les retombées sont monnaie courante dans des domaines tels que la photonique (par
exemple ), où la recherche est destinée à des applications, et cette pratique est nouvelle dans le monde des microbes. Potentiellement, les réalisations académiques dans le domaine de la microbiologie contiennent diverses solutions aux problèmes existants.
Alors que le cœur de la solution proviendra de la zone du microbiome, «l'emballage de la solution» est encore plus excitant. Des parties supplémentaires de la décision finale peuvent être obtenues en utilisant les technologies révolutionnaires suivantes:
Matériaux biodégradables - servent souvent de moyen pour la livraison continue de médicaments, les matériaux peuvent être conçus pour la dégradation sélective de certaines bactéries seulement et, par conséquent, la solution entière agit comme un agent thérapeutique
Microfluidique - un laboratoire sur puce, des solutions qui utilisent des bactéries comme capteurs ou des fabricants de microformats
Science des données - telles que les cartes numériques de l'agriculture et les microbiomes des sols utilisés pour les stratégies d'amélioration des sols. Nous avons réalisé un prototype de carte de résistance aux antibiotiques avec
infotanka , par exemple (
lien )
Bioinformatique - pourrait potentiellement créer un nouveau microbiome à partir de bactéries avec des génomes connus - afin de fournir des chaînes métaboliques complètement nouvelles
Technologies de fermentation - les processus de fermentation peuvent transformer des aliments non comestibles en aliments nutritifs et fonctionnels
Expertise de base
La principale expertise du bureau réside dans les applications microbiologiques, c'est-à-dire dans la compréhension des pipelines technologiques pour diverses industries dans lesquelles des préparations microbiennes sont déjà utilisées. Cela permettrait à l'équipe d'éviter une approche basée sur un seul domaine (c'est-à-dire uniquement dans le domaine de la médecine ou de la production d'huile) et d'appliquer des idées réussies dans différentes directions.
L'équipe intersectorielle doit être d'un niveau d'ingénierie, et non des lauréats du prix Nobel, c'est important. Le professionnalisme de l'équipe doit inclure: la culture microbienne, la fermentation, la chimie organique, les matériaux biodégradables, les dispositifs médicaux, le microbiome du sol, etc.
Alors que le principal centre d'expertise recherchera des solutions initiales, un développeur d'entreprise devrait être en mesure d'évaluer les coûts et la valeur marchande, augmentant ainsi la précision de manière itérative à la fin du projet pilote.
Les professionnels du marketing et de la propriété intellectuelle devraient être utilisés comme consultants dans les premières étapes du concept de produit.
Toute nouvelle solution dans un tel bureau ne sera pas un océan bleu en termes de marchés complètement nouveaux, mais elle entrera sur le marché des solutions non microbiennes et fera preuve d'une meilleure efficacité. De plus, la stabilité incorporée dans la composition microbienne doit être utilisée pour conquérir le marché:
En tant que crème cutanée pour microbiome, elle fournit non seulement de la nutrition, mais crée également un nouveau type de microbiome cutané autosuffisant, au point où la crème initiale n'est pas nécessaire. Une nouvelle idée pour le marché est que vous n'avez pas besoin de me vendre de nombreux produits toute ma vie, vous pouvez créer un système durable que vous devez entretenir de temps en temps. Les systèmes microbiens sont recréés sur votre peau ou dans votre jardin et vous permettent d'abandonner les usines pour la production de produits chimiques, entrepôts, véhicules sur moteurs à essence.
Les marchés prometteurs pour trouver des solutions sont: les soins de la peau, la flore vaginale, le nettoyage des salles (domestiques et industriels), les aliments fermentés. Dans ce domaine, l'équipe devrait acquérir une compréhension du niveau des solutions microbiennes et non microbiennes et des besoins non satisfaits.
Il serait sage dans un premier temps de rester à l'écart des microbiomes médicaux, en particulier dans la zone intestinale, car cette zone est extrêmement compétitive, très strictement réglementée, comprend des essais humains coûteux et montre le plus long délai de mise sur le marché. La seule exception ici est l'utilisation de combinaisons de microbes déjà utilisées en pratique clinique et de formes de livraison déjà testées, c'est-à-dire qu'une combinaison de technologies approuvées est proche du marché. Les marchés à la périphérie des fournitures médicales - assainissement, alimentation et cosmétiques - sont très rentables, et il existe déjà des tendances telles que la durabilité, le respect de l'environnement, la fabrication et la consommation allégées.
Les produits de ce marché peuvent avoir des effets médicaux intéressants: un nettoyant de pièce peut améliorer la qualité de l'air, ou une crème pour la peau peut aider avec les maladies de la peau, ces propriétés doivent être testées cliniquement à mesure que le produit mûrit, naturellement, nous nous attendons à ce qu'elles soient basées sur créant un environnement microbien stable.
Après avoir exploré les marchés précités avec un centre d'analyse, le premier objectif est de proposer une solution microbienne. Initialement, la décision peut être basée sur des propriétés microbiennes hypothétiques qui peuvent être trouvées dans la nature ou testées en laboratoire. Des technologies supplémentaires qui servent à délivrer des microbes, par exemple, à ce stade peuvent créer des propriétés qui sont absentes des concurrents. Fait intéressant, la propriété intellectuelle peut être l'intersection exacte de technologies microbiennes et complémentaires. De plus, grâce à l'expérience du Bureau, il pourra mettre en œuvre des solutions similaires dans différents projets - c'est la valeur du Bureau - en développant un cadre d'application microbiologique.
Le Conseil consultatif scientifique (SAB) et ses collègues scientifiques sont le prochain arrêt de train pour discuter de la solution. En utilisant des supports médiatiques sur le développement des technologies, des données sur les génomes bactériens et la mise en réseau, la solution à tout nouveau projet doit être discutée, critiquée et ajustée. Il y a donc une chance d'obtenir un spécialiste sur une question spécifique dans le processus de discussion d'un projet - cela donne une valeur marketing incroyable, une approche complètement transparente du développement est évidente.
La prochaine étape est le test en laboratoire. Il est préférable que le Bureau ait son propre laboratoire microbien, mais les premières étapes peuvent être entièrement accomplies en sous-traitant ou en travaillant dans les laboratoires de co-travail disponibles dans les grandes villes. Le résultat de la phase de test en laboratoire est la confirmation des propriétés et des contrôles préliminaires, confirmant idéalement que le produit inventé fonctionne dans des conditions de laboratoire et doit être transféré à la phase pilote de test en dehors du laboratoire.
Ce dont vous avez besoin pour commencer
Nécessite une équipe capable de travaux préliminaires. Le travail comprendra une description de la technologie et une analyse de marché pour différents marchés et solutions. 3-4 personnes capables d'analyser le marketing, le marché des produits de grande consommation, les dispositifs médicaux, les compléments alimentaires, doivent décider de la faisabilité des projets dans les zones proposées.
Transfert de technologie, orientation client et rétroaction continue
Lors de la création d'un produit microbien, l'équipe doit surveiller les clients potentiels des entreprises qui peuvent acheter la technologie, et en même temps être proche de l'utilisateur final du produit et surveiller la réaction du groupe de discussion. La partie suivante consiste à tester, pour certains produits des essais cliniques sont nécessaires (par exemple, pour les aliments fonctionnels et les cosmétiques), mais pour les plus simples, cela peut être fait dans le laboratoire du Bureau et l'efficacité peut être comparée avec les approches non microbiennes existantes sur le marché.
Prototype de produit, conception, économie de la production, plan de marketing et de vente, plan de protection de la propriété intellectuelle, résultats des tests - tout cela est la dernière étape des travaux au Bureau. Le produit peut être envoyé sur le marché. Idéalement, vendez une licence, vous pouvez vendre toute la technologie ou la développer en collaboration avec une entreprise partenaire ou VC.
Marchés et solutions
Bien-être vaginal
Problème: administration probiotique inefficace
Solution: système d'administration de probiotiques biodégradable
Soins bucco-dentaires
Problème: Protège-dents imprimés et santé des gencives
Solution: onglet pour bouchon avec probiotiques (le sourire 3D peut être un excellent partenaire)
Soins de la peau
Problème: effets instables des crèmes
Solution: crème avec un nouveau microbiome cutané (SPLAT peut être un excellent partenaire)
La nutrition
Problème: manque de fibres alimentaires dans les aliments
Solution: un snack-bar spécialement conçu pour Microbiome (BITE peut être un excellent partenaire)
Nettoyage de la chambre
Problème: infections dans les hôpitaux
Solution: composants de nettoyage probiotiques pour une protection durable (le PIP le fait déjà)
Solution 2: réacteur à fluide probiotique exclusif