Hvorfor henter FBI enzymer fra Patagonien til narkotikapåvisning?

Kura Biotech er den største enzym-producent, du aldrig har hørt om. De har sat deres vej til proteinteknologisk dygtighed alt fra dybt inde i hjertet af Sydamerika. Deres historie viser, hvad der er muligt, hvis vi bryder konventionen og bygger missionsdrevne videnskabsvirksomheder uden for innovationens traditionelle epicentre.

I kølvandet på pandemien er fjernarbejde på mode. Sådan var det ikke for ti år siden. Og selv i dag, hvor flere og flere virksomheder undslipper mursten og mørtel, er biologer langsomme til at tilpasse sig.

Laboratoriearbejde kan ganske vist ikke forekomme i en stue. Forskere har brug for fysiske rum for at arbejde. Men de behøver ikke at stå skulder ved skulder med alle, de arbejder med. Kura Biotech indså dette tidligt.

ANNONCE

"Selv før pandemien var vi overbevist om, at du kunne være forbundet med verden uden at være lige midt i tingene," sagde Manuel Rozas videnskabelige chef og grundlægger af Kura Biotech, da jeg talte med ham forud for SynBioBeta-konferencen. Mens de fleste ville have rådet ham til at gå rettens vej for venturekapitalister i The Bay Area og Boston, henvendte Rozas sig til en by med 40,000 mennesker i det sydlige Chile.

Ud over at være hans hjem havde Chile noget at tilbyde, som det krævede en chilensk videnskabsmand at genkende - et bløddyr med et instinkt for stofmisbrug.

Rød abalone — store, rusthuggede bløddyr — er spredt ud over Puerto Varas' kyster og er en potent kilde til et enzym kaldet Beta Glucoronidase. Beta Glucoronidase, som vi vil kalde BG for kort, bruges til at påvise opioider og andre lægemidler i urinen. BG kommer typisk fra kvæg, men kvæg BG er mindre effektivt. Desværre er selv abalone BG ikke særlig effektiv. Det er her Kura Biotech kommer ind i billedet.

ANNONCE

Når et lægemiddel behandles af leveren, tilføjes et lille mærke for at gøre lægemidlet mere vandopløseligt, så det kan passere ud af kroppen i urinen. Det mærke bliver spaltet af BG, så det originale lægemiddel kan påvises. Hele processen i typiske retsmedicinske arbejdsgange tager mellem fire og seksten timer.

Rozas og team søgte at finde en bedre måde. Ved at bruge en tredobbelt tilgang konstruerede de versioner af BG-enzymet, der kunne behandle lægemidler hurtigere og mere effektivt. Deres tilgang inkorporerede såkaldt "rationelt design", "semi-rationelt design" og "styret evolution."

I rationelt design foretages individuelle ændringer af specifikke dele af enzymet, som forskerne forventer vil påvirke, hvor godt det virker. I semi-rationelt design er flere dele af enzymet målrettet på én gang. I rettet evolution muteres enzymet tilfældigt, og mutanter med bedre ydeevne udvælges og videreudvikles.

ANNONCE

Kura Biotechs resulterende suite af BG-enzymer kan udføre næsten på få minutter, hvad der tidligere tog timer. Derfor er Kura nu den største leverandør af BG-enzymer ikke kun i Chile, men over hele verden. Selv FBI bruger Kura Biotech-enzymer, og med den nuværende opioidkrise er efterspørgslen stadig voksende.

Men opioidepidemien er ikke den eneste folkesundhedskrise, der er påvirket af Kura Biotech. Da pandemien sendte videnskabsmænd hjem i 2020, lavede Rozas og teamet en plan for at komme tilbage til arbejdet. De udviklede COVID-detektionssæt baseret på en teknologi kaldet RT-LAMP, som er en type PCR, der virker hurtigere og billigere.

ANNONCE

På 4 måneder udviklede de en test, der blev brugt på 4 millioner mennesker. Det er omkring 20 % af befolkningen i hele landet Chile.

"Vi var i stand til meget hurtigt at udføre noget med det niveau af udfordring, på grund af den slags kultur, den slags mennesker, vi har her," sagde Rozas.

Det er den kultur, der tiltrak Shervin Kamkar, VP for forretningsudvikling hos Kura Biotech. "Deres evne til at dreje meget hurtigt og sætte deres ingeniørteam til at arbejde [på indsatsen] er virkelig god," bemærkede han. Kamkar har en stamtavle, der omfatter giganter som Illumina
ILMN
og Roche. Og han bor ikke i Patagonien.

En selvbeskrevet genomics-nørd, Kamkar kom om bord for at lede Kuras ekspansion i en ny retning. Genomics – vores evne til at forstå og udnytte kraften i DNA – er nøglen til præcisionsmedicin. Og enzymer, der laver, modificerer og læser DNA, er afgørende for genomik.

ANNONCE

"Kura har udviklet en virkelig kraftfuld platform til at modificere og forbedre enzymer," forklarede Kamkar. Hvert enzym er unikt og kræver et unikt assay for at studere og forbedre det. Kura udmærker sig ved at anvende et snigskyttelignende fokus på et bestemt enzym for hurtigt at udvikle analyser, der gør dem i stand til at teste et væld af forskellige funktioner hurtigt og overkommeligt. Enzymer er også patenterbare. Det betyder, at det kræver lidt kreativitet at finde enzymer, der giver små virksomheder frihed til at operere uden at skulle betale licensafgifter.

"Kura er kvikk nok og sulten nok til at lave produktudvikling, som vi burde gøre det." Og det er ifølge Kamkar ved at bruge input fra markedet om, hvilke enzymer der er brug for. Lige nu er markedet fokuseret på et DNA-byggende enzym kaldet TDT.

ANNONCE

TDT er en slags superbygger, idet det ikke kræver en eksisterende DNA-streng for at kopiere, men kan tilføje byggesten til enhver streng. Det, der gør det så attraktivt, er, at det kan bruges til at bygge helt nyt DNA.

Men ligesom BG kommer rygraden, der bruges til de fleste TDT'er, typisk fra kvægkilder. Kura bruger en ny TDT-rygrad, der ikke kommer fra kvæg- eller musesekvenser, og som ikke er beskyttet af tidligere patenter. Deres enzym er særligt dygtige til at tilføje nye byggesten til DNA, som kan gøre det muligt for det at udføre nye funktioner. Dette enzym vil være en affyringsrampe, der kan tilpasses og tilpasses, så den passer til butikkernes behov.

Ved den kommende SynBioBeta-konference i Oakland lancerer Kura deres Excel TDT-partnerskabsprogram for at finde partnervirksomheder med sådanne boutique-TDT-applikationer. Om deres aktiviteter hos SynBioBeta sagde Kamkar: "Hvis du kommer og ser os på vores stand, vil vi plante et træ til din ære i Californiens brandar."

ANNONCE

Meget på mærke for et certificeret B Corp, der giver 2% af deres salg til en fond for at finansiere medarbejderledede projekter til bæredygtighed og støtte til sårbare befolkningsgrupper.

Det skal siges, at laboratoriearbejde ikke kan sædvanligvis forekomme i en stue. Men det var netop der, Rozas startede. Han startede sin første succesrige virksomhed ud af et laboratorium i sit hus, og derefter startede han Kura Biotech uden finansiering fra venturekapital. Ud over at skabe bølger inden for retsmedicinsk lægemiddeldetektion og COVID-diagnose, brugte de det, de lærte i udviklingen af ​​COVID-assays, til at lave test til fødevaresikkerhedstest. Nu har de rettet blikket mod genomik.

Kura betyder "klippe". Man kan sige, at de har bygget et fundament for en ny slags biotekvirksomhed; en, der er undfanget et sted, hvor folk ønsker at bo; en, der tiltrækker den type videnskabsmand, der kan tænke ud af boksen og dreje hurtigt; en, der påvirker samfund uden for Boston og The Bay.

ANNONCE

Et brandingbureau, der interviewede Kuras folk, kaldte dem "oprørere med en sag".

"Vi er ikke bare endnu en biotekvirksomhed. Hvad vi gør, hvordan vi gør det, og hvor vi gør det er forskelligt,” sagde Rozas.

Så meget er tydeligt. Og hvis det er et oprør at gå væk fra bioteknologiens velsproglige vej, er det et ædelt oprør – et oprør, som flere af de store iværksættersindede i videnskaben burde overveje.

Tak til Jenna Gallegos for yderligere forskning og rapportering om denne artikel. Jeg er grundlæggeren af ​​SynBioBeta, og nogle af de virksomheder, jeg skriver om, inklusive Kura Biotech, er sponsorer af SynBioBeta-konference. For mere indhold kan du abonnere på mit ugentlige nyhedsbrev og følg mig videre Twitter , LinkedIn.