Βιοτεχνολογία και βιοτεχνολογία

Η βιοτεχνολογία, όπως περιγράφεται από τις λεξικές αναφορές, όπως το Merriam-Webster, επικεντρώνεται στη χειραγώγηση των ζωντανών οργανισμών για τη δημιουργία εμπορικών προϊόντων - αλλά αυτός είναι ένας ευρύς τρόπος να ληφθεί υπόψη αυτή η ταχέως αναπτυσσόμενη επιστήμη. Με αυτούς τους ορισμούς, αιώνες γεωργίας και κτηνοτροφίας θα μπορούσαν να χαρακτηριστούν ως είδη βιοτεχνολογίας. Η σύγχρονη κατανόηση και χρήση αυτής της επιστήμης, γνωστή και ως βιοτεχνολογία, έχει εξευγενιστεί για τη δημιουργία νέων φαρμάκων και παρασίτων ανθεκτικών καλλιεργειών.

Αυτές οι καινοτομίες αναπτύχθηκαν χάρη στην τεχνολογία γενετικής μηχανικής που ξεκίνησε με την επίδειξη του Stanley Cohen και του Herbert Boyer για την κλωνοποίηση του DNA στο εργαστήριό του στο Stanford το 1973. Τώρα η βιοτεχνολογία είναι εγγενής σε πολλές πτυχές της καθημερινής ζωής.

Η τεχνολογία

Από τα πρώτα πειράματα κλωνοποίησης DNA αναπτύχθηκαν τεχνικές γενετικής μηχανικής για τη δημιουργία βιολογικών μορίων, γενετικά σχεδιασμένων μικροοργανισμών και κυττάρων, τρόπων εύρεσης νέων γονιδίων και καταγραφής του τρόπου λειτουργίας τους και διαγονιδιακών ζώων και φυτών. Μέσα από αυτή την επανάσταση της βιοτεχνολογίας, οι εμπορικές εφαρμογές εξερράγησαν. Μια βιομηχανία που αναπτύχθηκε γύρω από τεχνικές όπως κλωνοποίηση γονιδίων, κατευθυνόμενη μεταλλαξογένεση, αλληλούχιση DNA, αλληλεπίδραση RNA, επισήμανση και ανίχνευση βιομορίων και ενίσχυση νουκλεϊκού οξέος.

Οι αγορές της βιοτεχνολογίας: ιατρική και γεωργική

Η βιοτεχνολογική βιομηχανία διαιρείται σε μεγάλο βαθμό στις ιατρικές και γεωργικές αγορές. Αν και η επιχειρηματική βιοτεχνολογία εφαρμόζεται και σε άλλους τομείς, όπως η βιομηχανική παραγωγή χημικών προϊόντων και η βιοαποικοδόμηση, η χρήση στις περιοχές αυτές εξακολουθεί να είναι εξειδικευμένη και περιορισμένη.

Από την άλλη, οι ιατρικές και γεωργικές βιομηχανίες έχουν υποβληθεί σε βιοτεχνολογικές επαναστάσεις. Αυτό περιλάμβανε νέες και κατά καιρούς αμφιλεγόμενες ερευνητικές προσπάθειες, αναπτυξιακά προγράμματα και επιχειρηματικές στρατηγικές για την ανακάλυψη, τη μεταβολή ή την παραγωγή νέων βιομορίων και οργανισμών μέσω της βιοτεχνολογίας.

Επανάσταση εκκίνησης βιοτεχνολογίας

Η βιοτεχνολογία εισήγαγε μια εντελώς νέα προσέγγιση στην ανάπτυξη φαρμάκων που δεν ενσωμάτωσε εύκολα στη χημικά εστιασμένη προσέγγιση τις περισσότερες από τις καθιερωμένες φαρμακευτικές εταιρείες που χρησιμοποιήθηκαν. Αυτή η μετατόπιση προκάλεσε μια εξάντληση των εταιρειών εκκίνησης, ξεκινώντας από την ίδρυση του Cetus (που τώρα αποτελεί τμήμα της Novartis Diagnostics) και της Genentech στα μέσα της δεκαετίας του 1970.

Δεδομένου ότι υπήρχε μια καθιερωμένη κοινότητα κεφαλαίων επιχειρηματικού κινδύνου για τη βιομηχανία υψηλής τεχνολογίας στη Silicon Valley, πολλές από τις πρώτες εταιρείες βιοτεχνολογίας συσπειρώθηκαν επίσης στην περιοχή του κόλπου του Σαν Φρανσίσκο. Με τα χρόνια, αμέτρητες εταιρείες εκκίνησης έχουν ιδρυθεί για να συνεχίσουν αυτή την αγορά. Οι κόμβοι καινοτομίας αναπτύχθηκαν στις Η.Π.Α. σε πόλεις όπως το Σιάτλ, το Σαν Ντιέγκο, το ερευνητικό τρίγωνο της Βόρειας Καρολίνας, η Βοστώνη και η Φιλαδέλφεια. Οι διεθνείς κόμβοι βιοτεχνολογίας περιλαμβάνουν πόλεις όπως το Βερολίνο, τη Χαϊδελβέργη και το Μόναχο στη Γερμανία. Την Οξφόρδη και το Cambridge στο U.K .; και η κοιλάδα Medicon στην ανατολική Δανία και τη νότια Σουηδία.

Σχεδίαση νέων φαρμάκων γρηγορότερα

Η ιατρική βιοτεχνολογία, με έσοδα άνω των 150 δισεκατομμυρίων δολαρίων ετησίως, λαμβάνει το μεγαλύτερο μέρος των επενδύσεων σε βιοτεχνολογίες και των δολαρίων έρευνας. Αυτό το τμήμα της βιοτεχνολογίας βαρύνει γύρω από τον αγωγό ανακάλυψης φαρμάκων, το οποίο ξεκινά με τη βασική έρευνα για την ταυτοποίηση γονιδίων ή πρωτεϊνών που σχετίζονται με συγκεκριμένες ασθένειες που θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν ως στόχοι φαρμάκων και διαγνωστικοί δείκτες.

Μόλις εντοπιστεί ένας νέος γονιδιακός ή πρωτεϊνικός στόχος, χιλιάδες χημικές ουσίες υποβάλλονται σε διαλογή για να βρεθούν πιθανά φάρμακα που επηρεάζουν τον στόχο.Οι χημικές ουσίες που μοιάζουν με αυτές που μπορεί να λειτουργούν ως φάρμακα (μερικές φορές γνωστές ως «χτυπήματα») πρέπει να βελτιστοποιηθούν, να ελεγχθούν για τοξικές παρενέργειες και να υποβληθούν σε κλινικές δοκιμές.

Ιατρικές εταιρείες βιοτεχνολογίας

Το Biotech έχει συμβάλει στην αρχική ανακάλυψη φαρμάκων και στα στάδια εξέτασης. Οι περισσότερες μεγάλες φαρμακευτικές εταιρείες έχουν ενεργά ερευνητικά προγράμματα για την ανακάλυψη στόχων που εξαρτώνται σε μεγάλο βαθμό από τη βιοτεχνολογία. Μικρότερες εταιρίες όπως η Exelixis, η BioMarin Pharmaceuticals και η Cephalon (που αποκτήθηκαν από την Teva Pharmaceutical) επικεντρώθηκαν στην ανακάλυψη και ανάπτυξη φαρμάκων χρησιμοποιώντας συχνά μοναδικές ιδιόκτητες τεχνικές. Εκτός από την άμεση ανάπτυξη φαρμάκων, εταιρείες όπως η Abbott Diagnostics και η Becton, η Dickinson and Company (BD) αναζητούν τρόπους χρήσης νέων γονιδίων που σχετίζονται με τη νόσο για τη δημιουργία νέων κλινικών διαγνωστικών.

Πολλές από αυτές τις δοκιμές εντοπίζουν τους ασθενείς με μεγαλύτερη ανταπόκριση για νέα φάρμακα που κυκλοφορούν στην αγορά. Επίσης, η υποστήριξη της έρευνας για νέα φάρμακα είναι ένας μακρύς κατάλογος ερευνητικών και εργαστηριακών εταιρειών εφοδιασμού που παρέχουν βασικά κιτ, αντιδραστήρια και εξοπλισμό. Για παράδειγμα, εταιρείες όπως η Thermo-Fisher, η Promega, καθώς και πλήθος άλλων παρέχουν εργαστηριακά εργαλεία και εξοπλισμό για έρευνα βιοεπιστημών. Εταιρείες όπως το Molecular Devices και το DiscoveRx παρέχουν ειδικά επεξεργασμένα κύτταρα και συστήματα ανίχνευσης για την ανίχνευση πιθανών νέων φαρμάκων.

Γεωργική Βιοτεχνολογία: Καλύτερα τρόφιμα

Η ίδια βιοτεχνολογία που χρησιμοποιείται για την ανάπτυξη φαρμάκων μπορεί επίσης να βελτιώσει τα γεωργικά και τα τρόφιμα. Ωστόσο, σε αντίθεση με τα φαρμακευτικά προϊόντα, η γενετική μηχανική δεν δημιούργησε εξάνθημα με νέες νεοσύστατες επιχειρήσεις με βιοτεχνολογίες. Η διαφορά μπορεί να είναι ότι, παρά το τεχνολογικό άλμα προς τα εμπρός, η βιοτεχνολογία δεν άλλαξε θεμελιωδώς τη φύση της γεωργικής βιομηχανίας. Η χειραγώγηση των καλλιεργειών και των ζώων για τη βελτιστοποίηση της γενετικής για την ενίσχυση της χρησιμότητας και τη βελτίωση των αποδόσεων συνεχίζεται εδώ και χιλιάδες χρόνια. Κατά κάποιον τρόπο, η βιοϊατρική παρέχει απλώς μια βολική νέα μέθοδο.

Οι εγκατεστημένες γεωργικές εταιρείες, όπως η Dow και η Monsanto (η οποία αποκτήθηκε από την Bayer), απλώς ενσωμάτωσαν την βιοτεχνολογία στα προγράμματα Ε & Α.

ΓΤΟ φυτών και ζώων

Το μεγαλύτερο μέρος της εστίασης στο ag-biotech αφορά τη βελτίωση των καλλιεργειών, η οποία, ως επιχείρηση, ήταν αρκετά επιτυχημένη. Από τότε που το πρώτο γενετικά τροποποιημένο καλαμπόκι εισήχθη το 1994, οι διαγονιδιακοί συσσωματωμένοι καρποί όπως το σιτάρι, η σόγια και οι ντομάτες έχουν γίνει ο κανόνας. Τώρα, περισσότερο από το 90 τοις εκατό του καλαμποκιού, της σόγιας και του βαμβακιού που καλλιεργούνται στις Η.Π.Α. Παρόλο που υστερούν τα εργοστάσια βιοτεχνολογίας, η χρήση της βιοτεχνολογίας για τη βελτίωση των γεωργικών ζώων είναι επίσης αρκετά διαδεδομένη.

Θυμηθείτε την Dolly, το πρώτο κλωνοποιημένο πρόβατο; Αυτό ήταν το 1996. Τώρα η κλωνοποίηση ζώων είναι κοινή και είναι σαφές ότι τα διαγονιδιακά ζώα εκμετάλλευσης βρίσκονται στον άμεσο ορίζοντα, βασισμένα σε τίτλους που υπογραμμίζουν τις πρόσφατες εξελίξεις στην ιστοσελίδα της Ομοσπονδίας Ζωικών Κοινωνιών. Παρόλο που γενετικά τροποποιημένοι οργανισμοί (ΓΤΟ) έχουν προκαλέσει πολλές διαμάχες τα τελευταία χρόνια, το ag-biotech έχει γίνει αρκετά καλά εδραιωμένο. Σύμφωνα με τις τελευταίες διαθέσιμες ενημερώσεις της Διεθνούς Υπηρεσίας για την Απόκτηση Γεωργοπεριβαλλοντικών Εφαρμογών, οι φυτεύσεις γενετικά τροποποιημένων καλλιεργειών έφθασαν τα 189,8 εκατομμύρια εκτάρια το 2017, από 185,1 εκατομμύρια εκτάρια το 2016.