Hur hudvårdsindustrin vänder sig till genredigering i en kapplöpning mot tiden

Din hudvårdsrutin kan behöva en uppgradering – men inte för att du blir äldre. Aktiva ingredienser som används i kosmetika kan vara bra för din hud men inte för planeten. Många av dem kommer från sällsynta växter eller intet ont anande djur. Till exempel skördas squalen, en vanlig ingrediens i krämer och serum, från hajlever. Det utgör ett problem – och inte bara för utrotningshotade arter, utan för säkerheten i försörjningskedjan, kontrollera priserna och säkerställa en jämn kvalitet på dessa ingredienser.

Hudvård är en 100 miljarder dollar marknad. Inte konstigt att de framväxande bioteknikföretagen flyttar in i denna sektor. Det de kommer med på bordet är renare och grönare alternativ till de produkter vi redan använder. Istället för att skördas från vilda växter kan nyckelingredienserna som används i kosmetika framställas från odlade grödor, som sockerrör, med precisionsjäsning. Denna teknik kan tillverka mycket rena enzymer, vitaminer, dofter, naturliga pigment och aktiva molekyler i en kontrollerad miljö till en bråkdel av kostnaden.

Biobaserade hudvårdsprodukter finns redan på marknaden. Biossans, som ägs av AmyrisAMRS
(Nasdaq: AMRS), är den snabbast växande varumärke på Sephora som har squalen som huvudingrediens. Amyris har ersatt squalen från haj med deras precisionsjäsningsprodukt som nu står för 60 % av den globala marknaden för kemikalien. Ett annat exempel på att bioteknik går in i hudvård är ett företag som heter Moder smuts, startade av en MIT-forskare 2015. Deras produktlinje innehåller en kombination av smarta ingredienser och probiotika designade för att samverka för att balansera hudens mikrobiomet, med vetenskap som stödjer det. Dess grundare, Jasmina Aganovic, har sedan dess startat ett annat företag som heter archaea som syftar till att utnyttja hela livets träd för att utveckla tidigare otillgängliga ingredienser.

"Biotekniken gör det möjligt för oss att utöka ingredienspaletten i skönhetsindustrin till molekyler i alla delar av livets träd, etiskt och hållbart", sa Jasmina. "På Arcaea ser vi hur dessa kan tillämpas på kraftfulla sätt inom skönhet för att skapa nya kategorier av ingredienser och produktfunktionalitet."

Bioteknisk innovation kan faktiskt gå längre än att ersätta befintliga ingredienser och hjälpa till att introducera nya produkter som är bättre än vad som för närvarande finns på våra hyllor. Ett relativt nytt bioteknikföretag som heter Sestina Bio går efter dessa specialingredienser. Deras första kommersiella mål är bakuchiol, ett naturligt retinolalternativ som inte orsakar den UV-känslighet och irritation som retinol kan. Nackdelen med att använda denna supermolekyl är att bakuchiol för närvarande kommer från en hotad växt, så dess leveranskedja är omöjlig – och priset stiger med efterfrågan. Sestina har bestämt sig för att producera denna eftertraktade ingrediens med hjälp av syntetisk biologi och precisionsjäsning.

Men att utveckla en ny biotillverkningsprocess är inte en lätt bedrift: först måste du ta reda på hur man gör den produkten i en mikroorganism som jäst, sedan konstruera en stam som kan göra kommersiella kvantiteter av den och är robust nog att växa under industriella förhållanden innan du kan skala upp produktionen. Denna process tar ofta år. Men Sestina kunde utveckla en klar för uppskalning på mindre än 12 månader. Detta är en aldrig tidigare skådad tidslinje för utveckling av nya produkter inom bioteknikindustrin. De kunde slå ettårsstrecket genom att använda datavetenskap och banbrytande genomteknikverktyg, som Inscriptas Onyx^® plattform.

För företag som Sestina effektiviserar Inscripta strain engineering-processen med deras Onyx-instrument som gör CRISPR-redigering och mer i en svart låda. Sättet det fungerar på är att du lägger i en vanlig jäststam och efter 2-4 dagar returnerar den tusentals konstruerade celler som kan screenas för förbättring. Låter som magi? Det är inte. Det är faktiskt en kombination av bioinformatikprogramvara, avancerad mikrofluidik, anpassad kemi, optimerade enzymer och beräkningskraft som gör att den här maskinen kan göra allt som ett fullt bemannat labb kan göra – men mycket snabbare. Med den kan projekt som brukade ta år nu genomföras på bara några månader, och Sestinas bakuchiol framgångssaga bevisar det.

"Att skapa en Bakuchiol-stam som kan överleva påfrestningarna med uppskalning och vinna i tillverkningen krävde betydande enzymförbättringar och oväntade helgenomredigeringar som stöder vägen. Onyx gjorde det möjligt för oss att snabbt uppnå båda målen parallellt, vilket avsevärt påskyndade hela vår process, säger Andrew Horwitz, VP of R&D på Sestina Bio, i ett pressmeddelande.

Bakuchiol är en av de första kommersiella bioprodukterna som har utvecklats med hjälp av Onyx-plattformen. Men andra syntetiska biologiföretag som arbetar inom ingrediensområdet vill också påskynda sin produktutvecklingsprocess med Inscriptas Onyx-instrument. De som använder Inscriptas teknologi inkluderar jättar som Amyris, Ginkgo Bioworksoch Willow Biosciences. Willow Biosciences arbetar med att producera ingredienser med hög renhet för personlig vård, mat och dryck samt läkemedelsmarknader, såsom cannabigerol ("CBG"), den första kommersiella ingrediensen i sin portfölj.

Inscripta själv går inte efter några specifika ingredienser utan tillhandahåller snarare verktygen för syntetiska biologiföretag att nå sina mål snabbare genom att påskynda forskning, design och processutveckling av nya kommersiella produkter. Ginkgo Bioworks gör också strain engineering som en tjänst: de har arbetat med företag som Givaudan och Bulttrådar att hjälpa till att omvandla ingredienser från naturen till mer hållbara versioner gjorda i mikrober.

På sätt och vis, vad företag som Inscripta och Ginkgo gör är att tillhandahålla de ökända "plockarna och spadarna" för den hållbara ingrediensmarknaden goldrush. Deras teknologi kan hjälpa till att minska produktutvecklingstiden från år till månader och det ger en verklig konkurrensfördel i en bioteknikmiljö med högt tempo. Vad det betyder för företag är att de kan ta ut mer hållbara ingredienser till marknaden snabbare – och för oss att vi kan sätta dem på våra ansikten tidigare i kapplöpningen mot tiden.

Tack till Katia Tarasava för ytterligare forskning och rapportering om den här artikeln. Jag är grundaren av SynBioBeta, och några av företagen som jag skriver om, inklusive Inscripta, Amyris och Ginkgo Bioworks, är sponsorer av SynBioBeta-konferens och veckans smälta.