为什么这家初创公司认为果蝇将解决 Synbio 规模化问题

当大多数人看果蝇时，他们看到的是我们略微成熟的水果上张开的小斑点，它们有一种独特的才能粘在我们的眼角上。 他们没有看到能够生产拯救生命的治疗性蛋白质的小型生物反应器。

但马特安德森巴伦不是大多数人。

在他看来，昆虫——具体来说， 果蝇 （普通果蝇）——是解决重组蛋白生产最大瓶颈：扩增。

高价大规模重组蛋白生产

重组蛋白生产 – 虽然是生物治疗行业的强大动力 – 是一个复杂的过程，在过去的 30 到 40 年中主要依赖于三个生物系统：中国仓鼠 (CHO) 细胞、 大肠杆菌和酵母。 选择这些细胞类型是因为它们生长相对较快，易于满足营养需求，遗传知识和可用于操纵其基因组并诱导它们产生各种有益蛋白质的工具。

但它们都有一个共同点——为了能够生产满足市场需求所需的大量蛋白质，它们必须在生物反应器中生长，生物反应器是支持数十亿细胞生长的大型金属罐。 不仅难以在千升生物反应器中复制在 1 升体积的实验室实验中确定的最佳生长条件，而且它也非常昂贵——特别是因为所需的生长培养基数量。

Anderson-Barron 第一次遇到生物反应器的问题时，作为一名研究生，他开始在业余时间研究养殖鸡块。

“我真的对人造肉充满热情——我觉得它可以改变我们的世界和我的生活，”他说。 “但是，当我们开始计算这些数字时，我们一直在基于生物反应器的系统中奔向天花板。我们看到了该行业面临的巨大成本和规模挑战。”

跳出坦克思考

安德森·巴伦 (Anderson Barron) 谈到的挑战的成本和规模正是 2013 年花费 330,000 美元生产世界上第一个农场肉类汉堡包的确切原因。 尽管从那以后成本大幅下降，但它仍然阻碍了人造肉进入市场，而且公司继续这样做。 收集数百万以开发解决方案。

Anderson-Barron 说，尚未找到可行解决方案的一个原因是公司还没有“跳出思维定势”。

它被认为是一种已经研究了几十年的生物，具有令人难以置信的详细描述的基因组、与人类基因的重要同源性以及无数的遗传工具：果蝇。 果蝇能否用于大规模生产重组蛋白？ 当时还没有先例——没有人在果蝇中生产出具有商业可行性的重组蛋白。

因此，安德森巴伦召集了一个团队来寻找答案，他的公司 Future Fields 诞生了。 而且还为时过早——随着合成生物学革命对重组蛋白产生更多需求，该行业迫切需要缩小制造瓶颈造成的供应链缺口。

为什么苍蝇是完美的生物反应器

如果您考虑一下，果蝇是一个不费吹灰之力的解决方案。 它们表达一系列有益蛋白质的能力是无限的，因为果蝇在本质上生长 集体地 它实际上是多种组织类型的广泛表达。 将重组蛋白表达靶向果蝇中的特定组织，可以生产其他系统（如细菌和酵母）与之抗衡的蛋白质。

CHO 细胞在使用原核生物时部分解决了表达问题，用于生产全球约 70% 的生物合成药物。 但它们极易受到污染，这使得它们价格昂贵且效率低下。 必须花费不合理的时间对设备进行消毒和检测细胞是否受到污染，以确保受污染的产品不会投放市场。 当发现污染时，清除它的过程既费时又昂贵，需要销毁整个库存并从新细胞开始。

另一方面，果蝇的污染风险极小。 因为它们有免疫系统，它们可以自然地处理一定程度的污染。 从收获卵到收获蛋白质的周转速度也很快——仅需 4 天——因此疾病并没有真正有机会在 Futurefields 的果蝇中繁殖。

果蝇天然无致病性和无害性。 FDA 不太关心它们： 每 8 盎司葡萄干容器最多允许 10 只死果蝇 出售供公众消费。 当然，Anderson-Baron 和他的团队遵循与任何其他重组蛋白产品相同的纯度和清洁标准，但从果蝇开始，他们在避免安全问题方面领先一步。

但使用果蝇生产重组蛋白的最大优势之一——也是 Anderson-Barron 想要首先使用它们的全部原因——是它们允许的生产规模。

“由于我们的育种系统的运作方式，我们可能拥有世界上唯一真正连续的系统，”安德森-巴伦解释道。 “我们每天生产和收集生物质，这不会随着扩张而改变。” 这与目前的方法相比，后者可能需要几天甚至几周的时间才能从小瓶到可行的生物反应器和产品。 果蝇的整个过程产生重组蛋白的速度比传统生物反应器系统快 30 倍。

苍蝇已经可持续

果蝇也比预算要求更高 和 环境。 坦率地说，生物反应器进入端口，果蝇没有插入。 很难估计这对经济和环境的确切影响，但安德森巴伦给了我们一个想法：

“我在读一本关于生物反应器的书，作者说他第一次看到发酵系统的能量需求时，他认为这是一个打字错误，只是因为它是一个很大的数字。”

Future Fields 喂养果蝇的方法也很创新：他们开发了自己的原料，仅由六种成分组成，可以在任何杂货店购买。 这种原料比生物反应器中使用的数百万加仑 FBS（需要奶牛、奶牛吃的食物和占用的空间）便宜得多，而且不受供应链问题的影响。 不仅如此，果蝇也不挑食——它们很乐意享用可能最终被填埋的食物，因为这些食物不够完美，无法出售给人类消费者。

从人造肉到疫苗开发

Future Fields 的平台名为 EntoEngine™，已经为 60 多家客户提供具有生物活性的无血清生长因子。 Anderson-Barron 说，生长因子影响生命科学的方方面面，而不仅仅是培养肉的生产。 几乎每个从事细胞培养的实验室都使用它。 它是必不可少的消费品。 在 Future Fields 用无血清生长因子替代 FBS 的经济和环境影响是不可理解的。

但生长因子只是未来领域的开端。 安德森设想，他的公司的影响力将超越培养肉，扩展到生物疗法甚至疫苗开发领域。 为此，该公司刚刚完成了由 Bee Partners 和 Toyota Ventures 牵头的 1120 万美元融资，这将有助于扩大其生产设施。 此次扩张将使 Future Fields 的生产过程符合 GMP 标准，并将帮助他们扩大重组蛋白产品组合。

果蝇不仅仅是烦人的害虫。 它们可能正是合成生物学行业一直希望得到的解决方案——一种能够打开创新障碍的解决方案，让我们能够创造出我们所能想象到的更清洁、更健康、更可持续的世界。

感谢 Embriette Hyde 对本文进行的额外研究和报告。 我是 SynBioBeta 和一些公司的创始人 我写赞助商 SynBioBeta 会议 和 每周总结.

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