El futur de la biologia sintètica

The Genesis Machine: Our Quest to Rewrite Life in the Age of Synthetic Biology 

Llibre resumit amb IA.

"The Genesis Machine: Our Quest to Rewrite Life in the Age of Synthetic Biology" d'Amy Webb i Andrew Hessel és un llibre que explora el camp emergent de la biologia sintètica i el seu potencial per a transformar la nostra vida i el futur de la humanitat. El llibre examina els orígens, l'estat actual i les futures possibilitats de la biologia sintètica, tot considerant les seves implicacions ètiques, morals i socials.

La motivació de les autores per a escriure el llibre rau en la promesa de la biologia sintètica per a abordar reptes existencials urgents com el canvi climàtic, la inseguretat alimentària global i la longevitat humana. També destaquen el potencial de la biologia sintètica per a combatre futures pandèmies mitjançant l'enginyeria de virus per a la batalla. Webb i Hessel subratllen la importància d'actuar ara per a assegurar que els avenços en genètica beneficiïn la humanitat en lloc de causar-li danys irreparables. Les seves pròpies experiències i les decisions que tots haurem de prendre sobre la seqüenciació del genoma i les tecnologies de reproducció assistida van impulsar la creació d'aquest llibre.

El llibre està estructurat en quatre parts principals:

• Part I: Origin (Origen): Aquesta secció traça els orígens de la biologia sintètica i la història de com els investigadors van desxifrar i eventualment manipular la vida amb la intenció de crear organismes sintètics amb "pares" informàtics.

  • Es narra la història de Bill McBain per a introduir la temàtica.
  • Es descriu la "cursa" per a desxifrar el genoma humà com una empresa d'alt risc.
  • Es menciona la metodologia més ràpida de Craig Venter per a identificar seqüències de gens i la col·laboració en el desenvolupament de tecnologies de seqüenciació.
  • S'introdueix la figura de Tom Knight i el concepte del dogma central de la biologia com a potencial inexplorat.
  • Es detalla el desenvolupament de BioBricks i el Synthetic Biology Open Language (SBOL) per a estandarditzar la biologia sintètica.
  • Es parla del treball de Jay Keasling en la producció d'artemisinina i la fundació d'Amyris Biotechnologies, la primera empresa de biologia sintètica amb l'objectiu de produir productes.
  • Es fa una referència a la història de Mary Shelley i "Frankenstein".
  • Es descriu el treball de George Church en plàstics derivats de plantes, la BRAIN Initiative i el Personal Genome Project, on científics van fer pública la informació dels seus propis genomes.
  • Es presenta Twist Bioscience i la seva tecnologia per a sintetitzar grans volums de seqüències d'ADN a baix cost.
  • Es discuteix la síntesi de la verola equina a partir d'ADN ordenat en línia i les preocupacions sobre la bioseguretat.
  • Es relata la creació per part de Craig Venter del primer organisme sintètic, anomenat Synthia (JCVI-syn1.0), el genoma del qual va ser escrit per humans.

• Part II: Now (Ara): Aquesta part revela la nova bioeconomia creada per la "màquina de la gènesi", que inclou una àmplia gamma de medicaments, aliments, recobriments, teixits i fins i tot begudes que els emprenedors estan intentant crear. També aborda les possibles solucions biotecnològiques per a problemes com la contaminació per plàstics als oceans, l'augment d'esdeveniments meteorològics extrems i la constant amenaça de virus perillosos que podrien desencadenar noves pandèmies. A més, examina els riscos que planteja la biologia sintètica, des del ciberatac a la biologia fins a la imminent divisió genètica entre aquells que poden permetre's la reproducció assistida per la tecnologia i els que no. Inclou capítols sobre la bioeconomia, l'era biològica, nou riscos i la història de l'Arròs Daurat.

  • Es parla del diagnòstic genètic preimplantacional i empreses com Genomic Prediction.
  • Es narra la història de l'Arròs Daurat com un intent de transformar l'arròs comú en una solució nutricional per a milions de persones malnodrides.
  • Es fa una menció breu a l'escenari "Where to Eat" 2037 d'Akira Gold, que inclou vins microbians personalitzats i carns exòtiques cultivades en bioreactors.
  • Es refereix a les etiquetes de transparència de la intel·ligència artificial en el context dels aliments.
  • Es menciona l'Escenari Dos, que tracta sobre la cancel·lació de l'envelliment.

• Part III: Futures (Futurs): En aquesta secció, s'exploren diferents futurs en forma d'escenaris creatius i especulatius que suggereixen les moltes maneres en què la "màquina de la gènesi" podria transformar el món. Inclou capítols que presenten diversos escenaris ambientats en el futur.

  • Entre els escenaris es troben la creació d'un fill amb Wellspring, què va passar quan es va cancel·lar l'envelliment, "Where to Eat" 2037 d'Akira Gold, The Underground i The Memo.
  • "The Memo" descriu un atac ciberbiològic a les instal·lacions de 23xGenomics.
  • Es menciona la reconfiguració de contenidors com a part dels plans per a possibles colònies en l'"Escenari Tres".

• Part IV: The Way Forward (El Camí a Seguir): Finalment, el llibre ofereix recomanacions per a assegurar que la "màquina de la gènesi" doni lloc al millor d'aquests futurs possibles.

  • Aquesta part es compara amb la conferència d'Asilomar, un lloc de "reimaginacions radicals" on es van crear directrius per a la tecnologia de l'ADN recombinant.
  • Es destaca la importància de comunicar la ciència de manera més clara i s'aborda el problema de les possibles interpretacions errònies de la recerca científica.
  • Inclou un capítol final titulat "A New Beginning" (Un Nou Començament).

En resum, "The Genesis Machine" és una exploració exhaustiva i accessible de la biologia sintètica, que combina la història, la ciència actual i la especulació sobre el futur per a oferir una visió profunda d'un camp que té el potencial de redefinir la vida tal com la coneixem, alhora que examina les profundes qüestions ètiques i socials que aquests avenços plantegen.

PS. El dia 6 d'abril de 2019 va sortir aquest editorial a The Economist. Fonamental. Tot el Technology Quarterly també.

Els grans riscos dels bacteris mirall

Confronting risks of mirror life 

Ara que s'està celebrant la conferència Asilomar és el moment oportú de mostrar un dels grans riscos de la biologia sintètica, la creació de bacteris mirall. L'article de Science ho mostra amb tot detall i ve resumit amb IA.

L'article de Katarzyna P. Adamala et al., "Confronting risks of mirror life", publicat a Science, analitza els riscos potencials associats a la creació de vida mirall, especialment bacteris mirall, i insta a un debat més ampli sobre la governança d'aquesta tecnologia.

Aquests són els punts clau de l'article:

• Vida mirall i quiralitat: Tota la vida coneguda és homoquiral, amb ADN i ARN formats per nucleòtids "dextrorsos" i proteïnes formades per aminoàcids "levogirs". La creació d'organismes mirall, composts per molècules biològiques d'imatge especular, representaria un canvi radical i requereix una consideració acurada.
• Avenços tecnològics i viabilitat: Tot i que la creació de vida mirall és complexa, els avenços en la síntesi de biomolècules d'imatge especular i la construcció de cèl·lules sintètiques augmenten la seva viabilitat. La síntesi de biomolècules mirall és costosa, i la construcció d'estructures complexes com els ribosomes seria difícil en la seva totalitat. Tanmateix, a mesura que avanci la investigació en tecnologies relacionades, aquestes barreres s'aniran reduint.
• Riscos per a la immunitat i l'ecologia: Els bacteris mirall podrien evadir els mecanismes immunitaris dels humans, animals i plantes, causant infeccions letals. La seva quiralitat inversa els faria resistents a bacteriòfags naturals i a molts antibiòtics, permetent-los persistir i propagar-se en diversos ecosistemes com a espècies invasores.
• Biocontenció i bioseguretat: Tot i que es podrien proposar enfocaments de biocontenció i bioseguretat, com ara l'enginyeria de dependència de molècules no presents a la natura (auxotròfia sintètica) per evitar el creixement fora dels entorns de laboratori controlats, l'experiència demostra que els errors humans i les fallades dels equips succeeixen fins i tot en laboratoris d'alta contenció.
• Beneficis limitats i alternatives: Els beneficis previsibles de la creació de bacteris mirall són limitats, ja que les biomolècules mirall es poden fabricar per altres mitjans. Els possibles riscos no justifiquen els beneficis potencials.
• Recomanacions: L'article recomana que no es permeti la investigació amb l'objectiu de crear bacteris mirall. Es demana la col·laboració entre científics, governs i finançadors per considerar la governança d'aquestes tecnologies i prevenir la producció de genomes i proteomes mirall. Es recomana investigar per entendre millor els riscos, desenvolupar mètodes de detecció i sistemes de biosurveillance, sempre que no es produeixin bacteris mirall ni precursors clau.
• Crida a la discussió: L'article insta la comunitat investigadora global, els responsables polítics, els finançadors de la investigació, la indústria, la societat civil i el públic a unir-se a la discussió sobre els riscos de la vida mirall i a desenvolupar una governança adequada.

PS. Homoquiralitat

Moltes de les molècules essencials per a la vida a la Terra poden existir en dues formes d'imatge mirall, anomenades "esquerrana" i "dretana", on la mà es refereix a la direcció en què la llum polaritzada es desvia quan es transmet a través d'una solució pura de molècula, però els organismes vius no utilitzen tots dos. Les proteïnes es componen exclusivament d'aminoàcids esquerrans. L'ARN i l'ADN només contenen sucres de dretes. Aquest fenomen es coneix com a homoquiralitat.[8] No se sap si l'homoquiralitat va sorgir abans o després de la vida, si els blocs de construcció de la vida han de tenir aquesta quiralitat particular o, de fet, si la vida ha de ser homoquiral. Les cadenes de proteïnes construïdes a partir d'aminoàcids de quiralitat mixta solen no plegar-se ni funcionar com a catalitzadors, però s'han construït proteïnes d'imatge mirall que funcionen igual però en substrats de mà oposada

La Barceloneta 1927

Asilomar, 50 anys després

Invoking Asilomar

Avui, cinquanta anys després, els científics es troben a Asilomar per debatre nous reptes i riscos de la recerca, en especial la biologia sintètica i en concret els bacteris mirall. Avui ve resumit amb IA un primer article que explica el que va succeir aleshores.

L'article "Invoking Asilomar" de Luis A. Campos tracta sobre la conferència d'Asilomar sobre l'ADN recombinant de 1975 i el seu llegat en la ciència, l'ètica i la política pública. L'article explora les múltiples interpretacions i re-narracions de la reunió d'Asilomar al llarg del temps, argumentant que el seu significat i les seves lliçons sempre han estat objecte de debat.

Aquí hi ha alguns punts clau de l'article:

• Orígens i objectius d'Asilomar: La conferència va sorgir per la preocupació sobre els riscos potencials de la tecnologia de l'ADN recombinant. Els organitzadors van identificar aspectes legals, morals i ètics com a focus principals de la reunió.
• Controvèrsies i crítiques: Des del principi, la conferència va ser objecte de crítiques per part de científics, activistes i grups de la societat civil. Alguns la van considerar elitista, excloent i tecnocràtica. El grup activista Science for the People va denunciar la reunió comparant-la amb "demanar a la indústria del tabac que limiti la fabricació de cigarrets".
• La "spirit of Asilomar": L'article destaca que, malgrat les crítiques, la "spirit of Asilomar" pot ser vista com una crida moral i col·lectiva a l'acció que ha ressonat al llarg de les dècades. Aquesta "spirit" s'invoca en diversos camps, des de la geoenginyeria i la nanotecnologia fins a la intel·ligència artificial.
• La dificultat de replicar Asilomar: L'autor argumenta que no hi podria haver mai un altre Asilomar a causa dels canvis en la societat i la ciència. Una reunió similar avui dia requeriria una participació més àmplia i diversa, incloent humanistes, científics socials, periodistes, experts legals i polítics, i artistes, entre d'altres. A més, s'haurien de reconèixer les preocupacions i crítiques socials més àmplies, i s'hauria de garantir la participació global.
• La importància del context: L'article subratlla que el significat d'Asilomar depèn del context i de qui invoca la seva memòria. De vegades, importa menys el que es diu que qui ho diu i quan.
• Llegat i invocació: Malgrat les opinions divergents sobre Asilomar, l'article suggereix que la reunió segueix sent un punt de referència important per a la discussió sobre els desafiaments ètics i socials de les noves tecnologies. L'autor assenyala que fins i tot les veus oponents en el passat han trobat punts en comú significatius, cosa que suggereix que és possible trobar causes comunes i veritats compartides en el present.

L'autor també és coorganitzador de "The Spirit of Asilomar and the Future of Biotechnology". L'objectiu d'aquesta cimera és aplicar les lliçons d'Asilomar al moment actual, abordant qüestions com les armes biològiques, la intel·ligència artificial, les cèl·lules sintètiques i el desplegament d'organismes dissenyats en el medi ambient i els cossos. També busca destacar les qüestions del benefici públic, les relacions socials i el benestar humà.

El negoci de les ciències de la salut

 From Breakthrough to Blockbuster. The Business of Biotechnology

En Gary Pisano va escriure el 2006 un llibre que es va convertir en referència obligada: Science business . The promise, the reality, and the future of biotech. Allà hi havia les claus per entendre l'estat de situació de com funcionava el mercat farmacèutic del moment. I deia:

“It was supposed to be the entrepreneurial biotechnology firms unshackled from tradition and bureaucracy, that would go where big pharmaceutical companies dared not.”

Esperava que les biotecnològiques capgiressin el funcionament de la R+D però malauradament arribava aquesta conclusió:

 “the economics have not worked out and biotechnology firms have moved from the frontier to less risky venues.

Per tant dipositava poques esperances a la biotec i encoratjava a la big pharma a continuar amb els seus esforços interns d'innovació. En realitat, els llibres de negocis hauries d'estalviar-se fer pronòstics perquè el més probable és que s'equivoquin. I així ha estat. Les empreses de biotecnologia són unes 5000 al món, i la majoria 86% no cotitzen a borsa, i estant fent el 70% dels productes en desenvolupament. Entre 1998 i 2016 hi va haver 237 fàrmacs en revisió prioritària fets per 137 empreses, 98 eren biotec i 48 farmacèutiques. La predicció de Pisano s'ha esvaït. Tot això queda explicat en un llibre nou amb dades actuals i que val molt la pena.

Els autors de  From Breakthrough to Blockbuster. The Business of Biotechnology mostren què és la biotecnologia, quines són les empreses i les aliances, com funciona el negoci, què són i fan els seus directius, i quin futur li espera. La biotecnologia es va construir sobretot fonamentada amb dues aportacions: els anticossos monoclonals i l'ADN recombinant. Dues troballes fetes fa 50 anys. Dels anticossos monoclonals en vaig parlar fa uns anys. Ara els grans temes del moment són CRISPR i la biologia sintètica. Però sorprenentment els autors se n'obliden d'aquestes dues aportacions i fan una reflexió sobre la necessària inversió pública en recerca i què s'espera que el sector privat complementi. En definitiva, el futur no està escrit i millor no fer prediccions. Tinc la impressió que separar en dos blocs: biotec i big pharma la innovació en ciències de la vida, ja no té massa sentit i les fronteres s'han difuminat a hores d'ara. El que passa és que cal explicar-ho i trobar un nou marc mental esdevé difícil per ara.

El llibre hauria de ser referència obligada als estudis de ciències de la vida i molt recomanable . 

PS. Fins i tot hi ha una guia docent disponible. 

PS. A The Economist, dades recents.

La teràpia cel·lular s'enlaira

 The next-generation CAR-T therapy landscape

He parlat del receptor antígen quimèric en diverses ocasions. Les teràpies CAR-T representen un avenç extraordinari però ha estat difícil fins ara aplicar-ho a tumors sòlids, degut a problemes de seguretat i eficàcia. Aixo està canviant per moments i a aquest article podeu trobar la referència als 200 actius en marxa. Fixeu-vos que el concepte financer ja es troba normalitzar a la literatura clínica, enlloc de parlar d'assaigs clínics en curs.

El plantejament és divers, segons es tracti de l'origen de les cèl·lules, alogèniques o autòlogues. Per altra banda, l'edició genètica i la biologia sintètica ofereixen millores substancials a la tecnologia CAR-T existent i això fa que se superin limitacions anteriors.

El creixement del mercat de les teràpies CAR-T ha estat impressionant. A aquest gràfic podeu veure com apareix el 2017, el 2021 es troba a 1.700 milions de $ i es preveu que arribi a 7.500 milions de $ el 2027, amb creixements de 33% cada any.

Cal preguntar-nos com afectarà això i fins a quin punt les CAR-T acadèmiques poden consolidar-se en aquest entorn o restaran marginals. Per ara no tinc resposta.