Indibiome - é o novo preto (algo muito estiloso) - este é o nome do artigo em inglês (
link para Habr ), aqui está uma tradução do meu próprio texto.
Micróbios indígenas no auge da moda, assim como nas indústrias de eletrônicos e computadores, os departamentos de design de micróbios serão capazes de satisfazer as necessidades em saúde, agricultura, produção de alimentos e indústria.
Indibiome é discutido no meu artigo anterior em russo (
link ). indibiome é um microbioma raiz, originado do termo "povos indígenas", o termo é usado abaixo no significado de "inerente a um determinado ambiente, localizado e otimizado para a existência sustentável".
Os micróbios sempre existiram, no entanto, tecnologias que permitem manipulação microbiana eficiente, bem como dados genéticos e experimentais acumulados em várias comunidades microbianas, atingiram o nível exigido apenas na última década. Abaixo está o meu conceito para o "departamento de desenvolvimento de indibioma" interdisciplinar, e ficarei feliz em ouvi-lo nos comentários.
As aplicações eletrônicas e de computador são desenvolvidas com base nas necessidades: o problema é apresentado pela primeira vez e a solução é desenvolvida como uma combinação dos materiais e elementos mais recentes e econômicos, elementos, bibliotecas de software e dispositivos existentes. No mundo microbiano, tudo ainda funciona basicamente de maneira diferente: alguém descobre excelentes propriedades microbianas (uma enzima que pode funcionar a uma temperatura mais alta, a capacidade de afastar outros micróbios nocivos etc.) e, em seguida, tenta criar um aplicativo com essa propriedade. . Do ponto de vista de causa e efeito, primeiro observamos o efeito e, em seguida, tentamos manipular a causa (micróbio) em qualquer aplicação possível. Isso fornece soluções nas quais os micróbios são a parte principal e a soma de tecnologias é rara; é o mesmo que produzir microcircuitos em novos fatores de forma, mas não ter as placas-mãe ou conjuntos de desenvolvedores de software adequados para aproveitar todo o potencial.
Uma pequena idéia da diferença entre micróbios e indibioma no contexto deste artigo, indibioma é um conjunto de micróbios diferentes em equilíbrio estável, apoiado por interações microbianas. Estudamos micróbios individuais bem o suficiente, e muitos deles estão incorporados em tecnologias de bilhões de dólares, enquanto o entendimento do microbioma está longe de ser completo devido à complexidade que surge de muitas interações. Do ponto de vista da aplicação, geralmente usamos micróbios para produção: substâncias biodegradáveis, medicamentos (por exemplo, insulina), fermentação de alimentos e álcool, etc. Às vezes, como fonte de novas moléculas para medicina e biotecnologia. Os microbiomas (consórcios de bactérias) são considerados principalmente juntamente com o nicho que ocupam - o microbioma intestinal e os intestinos, o microbioma e a pele da pele, o microbioma do lago e o lago. Nós nos concentramos em soluções que são úteis para um nicho quando tentamos influenciar o microbioma; em outras palavras, a abordagem geral é resolver o problema do nicho, adicionando, melhorando e manipulando o microbioma. Uma boa pista ao escolher uma configuração de microbioma pode ser um microbioma de nicho bem conhecido - indibioma, por exemplo, muitas marcas no campo dos cuidados vaginais se inspiram em estudos recentes do microbioma vaginal (
link para o artigo sobre Habré).
Os primeiros passos foram dados nos cuidados de saúde, uma vez que o microbioma intestinal e os intestinos são aparentemente uma das partes fundamentais da saúde humana, as outras áreas são o solo e a pele e, sempre que possível, o uso de um sistema aberto pode se beneficiar. Além disso, você pode estar interessado nos símbolos de edifícios, carros, roupas e animais de estimação. Sempre que isso resolver problemas, por exemplo, garantir a segurança da produção de alimentos usando o indibiom do edifício da fábrica ou proteger contra infecções hospitalares no hospital usando o indibiom das instalações ou reduzir o nível de alergia a animais de estimação.
Compreender a complexidade do microbioma só é possível com abordagens multidisciplinares. Depois que um problema relacionado ao nicho é selecionado: a bioinformática e a pesquisa literária restringem o campo da pesquisa, a biologia molecular será usada para testes e manipulações de laboratório e, finalmente, sistemas de engenharia podem ser usados para modelar o nicho original (onde, graças à capacidade dos sensores, o modelo pode ser digitalizado ver projeto
SHIME e M-SHIME - ProDigest - um simulador do intestino) e, finalmente, o microbioma deve ser entregue ao local usando abordagens da ciência dos materiais. Com esta abordagem, até microbiomas locais de novo podem ser formados.
Todos os fatos acima nos levam ao conceito de departamento de design de microbiomas. Os serviços de design industrial e prototipagem já estão funcionando: uma pessoa cria projetos eletrônicos e de empacotamento, e a empresa desenvolve um tablet, projeta e imprime em 3D a concha do dispositivo, constrói um protótipo e produz software operacional interno ou o conecta à nuvem. Mas tudo começou com um problema que precisa ser resolvido e algumas idéias sobre como fazê-lo. As tecnologias microbianas no final de 2020 não são mais ciência de foguetes, o crescimento bacteriano e a clonagem estão disponíveis para todos, assim como a compra de microchips e processamento de dados. Qualquer solução pode ser testada dentro de alguns meses.
No momento, os direcionadores tecnológicos são instituições acadêmicas, criando principalmente spin-offs como projetos paralelos com cientistas dos principais projetos da instituição. Isso geralmente acontece quando uma equipe científica pensa em aplicar o efeito descoberto e avança ativamente. Os spin-offs são comuns em áreas como a fotônica (por
exemplo ), onde a pesquisa é para aplicações, e essa prática é nova no mundo dos micróbios. Potencialmente, as realizações acadêmicas no campo da microbiologia contêm várias soluções para os problemas existentes.
Embora o núcleo da solução venha da área do microbioma, o “empacotamento da solução” é ainda mais emocionante. Partes adicionais da decisão final podem ser obtidas usando as seguintes tecnologias inovadoras:
Materiais biodegradáveis - geralmente servem como um meio para a entrega contínua de medicamentos, os materiais podem ser projetados para a degradação seletiva de apenas certas bactérias e, portanto, toda a solução atua como agente terapêutico
Microfluídica - um laboratório em um chip, soluções que usam bactérias como sensores ou fabricantes de microformato
Ciência de dados - como mapas digitais da agricultura e microbiomas do solo usados para estratégias de melhoria do solo. Criamos um protótipo de mapa de resistência a antibióticos com
infotanka , por exemplo (
link )
Bioinformática - potencialmente poderia criar um novo microbioma a partir de bactérias com genomas conhecidos - para fornecer cadeias metabólicas completamente novas
Tecnologias de fermentação - os processos de fermentação podem transformar alimentos não comestíveis em nutritivos e funcionais
Conhecimento básico
A principal especialização da agência é em aplicações microbiológicas, isto é, no entendimento de dutos tecnológicos para várias indústrias nas quais as preparações microbianas já são usadas. Isso permitiria à equipe evitar uma abordagem baseada em uma área (ou seja, apenas no campo da medicina ou produção de petróleo) e aplicar idéias bem-sucedidas em várias direções.
A equipe intersetorial deve ser de nível de engenharia, e não os ganhadores do Prêmio Nobel, isso é importante. O profissionalismo da equipe deve incluir: cultivo microbiano, fermentação, química orgânica, materiais biodegradáveis, dispositivos médicos, microbioma do solo, etc.
Embora o principal centro de especialização busque soluções iniciais, um desenvolvedor de negócios deve poder avaliar custos e valor de mercado, aumentando iterativamente a precisão à medida que o projeto piloto é concluído.
Profissionais de marketing e PI devem ser usados como consultores nos estágios iniciais do conceito do produto.
Qualquer nova solução em um escritório desse tipo não será um oceano azul em termos de mercados completamente novos, mas entrará no mercado de soluções não microbianas e demonstrará melhor eficiência. Além disso, a estabilidade incorporada na composição microbiana deve ser utilizada para conquistar o mercado:
Como um creme para a pele de microbioma, ele não apenas fornece nutrição, mas também cria um novo tipo de microbioma de pele auto-suficiente, até o ponto em que o creme inicial não é necessário. Uma nova ideia para o mercado é que você não precisa me vender muitos produtos a vida toda, pode criar um sistema sustentável que precisa manter de tempos em tempos. Os sistemas microbianos são recriados em sua pele ou em seu jardim e permitem que você abandone as fábricas para a produção de produtos químicos, armazéns, veículos em motores a gasolina.
Os mercados promissores para encontrar soluções são: cuidados com a pele, flora vaginal, limpeza de ambientes (domésticos e industriais), alimentos fermentados. Nesta área, a equipe deve entender o nível de soluções microbianas e não microbianas e as necessidades não atendidas.
Seria sensato, a princípio, ficar longe de microbiomas médicos, especialmente na área intestinal, uma vez que essa área é extremamente competitiva, muito rigorosamente regulamentada, inclui testes em humanos caros e mostra o maior tempo de colocação no mercado. A única exceção aqui é o uso de combinações de micróbios já utilizados na prática clínica e formas de entrega já testadas, ou seja, uma combinação de tecnologias aprovadas está próxima do mercado. Os mercados na periferia de suprimentos médicos - saneamento, alimentos e cosméticos - são muito lucrativos e já existem tendências como sustentabilidade, respeito pelo meio ambiente, manufatura e consumo enxutos.
Os produtos deste mercado podem ter efeitos médicos interessantes: um limpador de ambiente pode melhorar a qualidade do ar ou um creme para a pele pode ajudar com doenças de pele, essas propriedades devem ser clinicamente testadas à medida que o produto amadurece, naturalmente, esperamos que sejam baseadas em criando um ambiente microbiano estável.
Após explorar os mercados acima mencionados com um centro analítico, o primeiro objetivo é oferecer uma solução microbiana. Inicialmente, a decisão pode ser baseada em propriedades microbianas hipotéticas que podem ser encontradas na natureza ou testadas em laboratório. Tecnologias adicionais que servem para fornecer micróbios, por exemplo, nesta fase, podem criar propriedades ausentes dos concorrentes. Curiosamente, a propriedade intelectual pode ser a interseção exata de tecnologias microbianas e complementares. Além disso, graças à experiência da Repartição, ela poderá implementar soluções semelhantes em diferentes projetos - esse é o valor da Repartição - desenvolvendo uma estrutura para aplicação microbiológica.
O Conselho Consultivo Científico (SAB) e outros cientistas são a próxima parada do trem ao discutir a solução. Usando materiais de mídia no desenvolvimento de tecnologias, dados sobre genomas bacterianos e redes, a solução para qualquer novo projeto deve ser discutida, criticada e ajustada. Portanto, existe a chance de contratar um especialista em uma questão específica no processo de discussão de um projeto - isso oferece um incrível valor de marketing, uma abordagem completamente transparente ao desenvolvimento é óbvia.
O próximo passo é o teste de laboratório. É melhor que a Repartição tenha seu próprio laboratório microbiano. No entanto, as primeiras etapas podem ser totalmente concluídas subcontratando ou trabalhando nos laboratórios de cooperação disponíveis nas grandes cidades. O resultado da fase de teste de laboratório é a confirmação de propriedades e verificações preliminares, idealmente confirmando que o produto inventado funciona em condições de laboratório e deve ser transferido para a fase piloto de testes fora do laboratório.
O que você precisa para começar
Requer uma equipe capaz de trabalho preliminar. O trabalho incluirá uma descrição da tecnologia e análise de mercado para diferentes mercados e soluções. 3-4 pessoas que podem analisar marketing, o mercado FMCG, dispositivos médicos, suplementos nutricionais devem decidir como projetos viáveis nas áreas propostas.
Transferência de tecnologia, foco no cliente e feedback contínuo
Ao criar um produto microbiano, a equipe deve monitorar os clientes corporativos em potencial que podem comprar a tecnologia e, ao mesmo tempo, estar perto do usuário final do produto e monitorar a reação do grupo de foco. A próxima parte é o teste, para alguns produtos são necessários ensaios clínicos (por exemplo, alimentos funcionais e cosméticos), mas para os mais simples, isso pode ser feito no laboratório da Repartição e a eficácia pode ser comparada às abordagens não microbianas existentes no mercado.
Protótipo de produto, design, economia de produção, plano de marketing e vendas, plano de proteção IP, resultados de testes - tudo isso é a etapa final do trabalho no Bureau. O produto pode ser enviado ao mercado. Idealmente, venda uma licença, você pode vender toda a tecnologia ou desenvolvê-la em conjunto com um parceiro corporativo ou VC.
Mercados e Soluções
Bem-estar vaginal
Problema: Fornecimento Ineficaz de Probióticos
Solução: sistema biodegradável de administração de probióticos
Cuidado bucal
Problema: Protetores bucais impressos e saúde das gengivas
Solução: guia para tampa com probióticos (o sorriso 3D pode ser um ótimo parceiro)
Cuidados com a pele
Problema: Efeitos instáveis dos cremes
Solução: creme com um novo microbioma cutâneo (SPLAT pode ser um ótimo parceiro)
Nutrição
Problema: falta de fibra alimentar nos alimentos
Solução: uma lanchonete especificamente para o microbioma (a BITE pode ser um ótimo parceiro)
Limpeza do quarto
Problema: infecções em hospitais
Solução: componentes de limpeza probióticos para proteção duradoura (o PIP já faz isso)
Solução 2: reator de fluido probiótico proprietário