Un laborator din SUA dezvoltă forme de mucegai și bacterii producătoare de ciuperci capabile să învingă cancerul și bolile infecțioase

Un startup american a adus într-un la­borator opt specialiști din două lumi – chimiști, biologi pe de o parte și informaticieni pe de alta. Cu această abordare interdisciplinară, speră să obțină din banalii fungi molecule noi capabile să învingă cancerul și alte boli infecțioase.

 Acest articol a apărut în numărul 43 (25 iunie – 8 iulie) al revistei NewMoney

Maureen Hillenmeyer încă nu știe exact ce crește în incubatoarele din laboratorul ei, dar speranțele îi sunt foarte mari. La Hexagon Bio, într-o cameră întunecată și mai ascunsă privirii, farfurii rectangulare pline cu un anumit tip de drojdie sunt în­călzite până la 30 de grade Celsius. Micro­orga­nismelor fungice li s-a adăugat ADN personalizat, operație în urma căreia obiș­­nuita drojdie de la brutărie devine ca­pa­­bilă să producă noi compuși ce pot vindeca boli. „Când știm că produce acei compuși, intrăm în incubator și ne între­băm dacă ce a rezultat va avea vreun efect interesant asupra celulelor cance­roa­se“, povestește Hillenmeyer, cofondator și CEO al firmei Hexagon Bio.

În crearea de noi molecule, echipa de cercetători de la Hexagon a ieșit în evi­dență prin abordarea științifică ce com­bină big data cu biologia și genetica. Cer­ce­tătorii folosesc algoritmi dezvoltați intern pentru a extrage enorm de multe date din secvențele de ADN (așa-numitul genom fungic) a peste 2.000 de specii de ciu­perci și mucegai. Apoi identifică lan­țuri de ADN sau grupe de gene ce pot să producă tipuri specifice de compuși chimici. Dacă totul merge conform planului, drojdia va genera circa o sută de compuși care sunt letali pentru anumite tipuri de ce­lule sau proteine. Drept urmare, noii compuși pot deveni un punct solid de plecare pentru crearea de noi tratamente care să vindece infecții sau chiar cancerul.

PUTEREA MUCEGAIULUI. Mergând prin­tr-unul dintre laboratoare, Hillenmeyer îl verifică pe Anton – un robot care se ocupă de ADN-ul lichid. Remarcă imediat mirosul ușor de acrișor, unul dintre puținele semne detectabile ale întregului proces.

Ingeniozitatea chimică a ciupercilor este foarte puțin cunoscută, în ciuda faptului că aproape trei pătrimi dintre toate antibioticele și cam 49% din medicamentele din tratamentul pentru cancer aprobate de Autoritatea americană de reglementare în domeniul medicamentului și alimentației (FDA) au la bază orga­nis­me vii precum ciupercile sau mucegaiul. Cele mai cunoscute precum pe­ni­cilina și statina sunt dezvoltate din fungi.

Hillenmeyer a început experimentele cu drojdie acum 15 ani pe când se afla la Stan­ford. La sfârșitul lui 2016, a cofondat Hexagon împreună cu Brian Naughton (a lucrat anterior la compania de teste gene­tice 23andMe Inc) și cu biochimiștii Colin Harvey și Yi Tang, la scurt timp după ce echipa pe care o conducea a descoperit 22 de compuși extrem de promițători.

Până la acest moment, Hexagon a atras investiții de opt milioane de dolari de la fon­duri de private equity și intenționează să mai angajeze specialiști în big data. „Avem o abordare computațională cu care identificăm ce anume au reușit acești com­puși să facă“, explică Hillenmeyer.

„Statinele, în special, sunt medicamente care ar fi trebuit descoperite dacă cineva nu ar fi făcut-o până acum“, a mai spus aceasta. Astăzi, generează vânzări de aproape 10 miliarde de dolari pe an, dar chiar și așa Hillenmeyer este atrasă de alt­ceva. „Vrem să intrăm într-o nouă zonă a chimiei și bolii“, adaugă ea.

GENOINVESTIȚII. Explorarea genomului a atras investiții de sute de milioane de dolari pe măsură ce costul secvenței de ADN a scăzut, iar capacitatea de a stoca date biologice a crescut enorm, permițân­du-le cercetătorilor să-și lărgescă baza de cunoștințe despre organismele. Chiar dacă eforturile de până acum nu au dus la producerea unor medicamente viabile din punct de vedere comer­cial, startup-uri de tipul Hexagon par decise să profite din plin de progresele făcute de biologia moleculară și de tehnologia informației.

„Lucrurile au o viteză nebună“, spune David Mead, cofondatorul Varigen Bios­cien­ces Corp., un startup din Wisconsin care dezvoltă la rându-i tehnologie specia­lizată în explorarea veleităților curative ale microorganismelor. Biologii au azi nevoie de zile pentru a experimenta ceea ce înainte le lua ani întregi. „Marile corporații farmaceutice au tatonat încă de acum zece ani această zonă, dar fără mare succes pentru că instrumentele de lucru nu erau chiar pregătite așa că au renunțat. Din fericire, vor reveni cu o nouă gene­rație de instrumente, de data aceasta“, spune Mead.

În mai, compania Lodo Therapeutics a încheiat un contract de aproape un miliard de dolari cu Roche Holding AG pentru explorarea genomului. Iar în ianuarie, Pfizer a investit 162 de milioane de dolari într-un acord cu Adapsyn Bioscience de cerce­tare a genotipului unui microb. Startup-ul LifeMine Therapeutics a atras o rundă de investiții de 55 de milioane de dolari de la un fond cu capital de risc. Totuși, în ciuda influxului de capital, cercetările în zona genotipurilor nu vor reuși să devină un panaceu pentru industria farma, crede Terry Roemer, director științific în cadrul Prokaryotics Inc. „În momentul în care un compus a fost descoperit că deține pro­prie­tățile așteptate, o companie are în față multe provocări și nu doar ordin legislativ în a-l transforma într-un medicament capabil să salveze vieți“, spune Roemer.

ADN PRINTAT. Tocmai aceste piedici îi împing pe cei de la Hexagon să caute căi prin care să se diferențieze de competitori. Nu folosesc doar secvențe de ADN și procese automatizate, ci și alte tehnologii noi care le permite să sintetizeze mai ușor și cu costuri mai mici copii fizice de ADN. Ceea ce fac cei de la Hexagon este să descarce practic și să printeze copii de grupe de gene în loc să cloneze acele secvențe de ADN din fungi sălbatici. În momentul în care echipa de date culege un set de gene, compania trimite o comandă unui vânzător comercial de ADN care printează secvențele personalizate. Brandon Burr, inginer software al Hexagon, ne arată cum reconcepe o ciupercă cu o simplă apă­sare de buton. În viitorul apropiat, vindecarea poate fi și ea la un click distanță.

La ciuperci

Din cele între 1,5 și 5 miliarde de specii de fungi câte ar exista, doar 135.000 au fost documentate și doar 1.000 secvențiate din punct de vedere al ADN-ului.

• Rudele. Una dintre premisele de la care pleacă cercetările Hexagon Bio este următoarea – fungii, asemenea oamenilor, sunt organisme eucariote (cu nucleu diferențiat de membrană, n.r.). De fapt, suntem extrem de înrudiți cu bacteriile.
• Interdisciplinar. Exploatând expertiza în genom, biologie sintetică, chimie și tehnologie, specialiștii Hexagon identifică noi molecule produse de fungi care pot sta la baza creării de noi medicamente. Fondată în 2016, studiază îndeaproape arta războiului stăpânită la mare artă de fungi – cum comunică și cum conduce operațiuni de apărare și ofensive pentru a învăța de la ei practicile de luptă și a dezvolta noi medicamente.
• Spionaj. Spionajul fungilor, asemenea celui militar, implică hărți și statistică. Hărțile genomice ale fungilor sunt cel mai atent studiate, pentru că acolo pot găsi cu algoritmi sofisticați acele gene avansate care produc moleculele valoroase.

Articol preluat din BloombergBusinessweek

de Peter Andrey Smith; adaptare de Mimi Noel

FOTO: Guliver / Getty Images