Преподаватель Стэнфорда и доктор наук Кристина Смолк, 48, создала компанию Antheia, что занимается ферментацией для изготовления медицинских ингредиентов, которые часто в дефиците. Ученым компании удалось впервые воспроизвести лабораторное производство в промышленных масштабах, что дает надежду на коммерческий успех технологии.
Ежегодно тысячи людей во всем мире используют один биоинженерный процесс. Берут сахар, скармливают его тщательно отобранному штамму дрожжей, а через несколько дней получают продукт, которым наслаждаются миллионы. Большинство называет это пивоварением.
В сущности, именно этим и занимается компания Кристины Смолк Antheia. Вот только они не варят пиво. Такой же процесс компания использует для выращивания ключевых ингредиентов некоторых лекарств. Ее продукт – это результат более 10 лет исследований, который разработали биоинженеры, используя различные виды организмов. Всё для того, чтобы производить специальные вещества в больших масштабах и быстрее, чем традиционными методами.
В этот четверг Antheia объявила о первых испытаниях своего процесса ферментации в масштабе коммерческого производства, получив 116 000 литров тебаина. Это ключевой ингредиент в нескольких важных лекарствах. Обычно процесс изготовления тебаина занимает несколько месяцев, а Antheia сократила его до пяти дней.
Выполнив эту важную задачу, компания планирует выйти на рынок в следующем году со своими первыми продуктами – важными компонентами для медицинских препаратов, которых часто не хватает.
Согласно опросу Американского общества фармацевтов в августе, недостаток незаменимого лекарства заставляет треть больничных фармацевтов экономить лекарства, откладывать их выдачу и отменять заказы от врачей. А две трети сказали, что стратегически распределяют свои запасы, но это все равно влияет на лечение пациентов, потому что цены на некоторые препараты выросли.
«Не один десяток лет фармацевты постоянно имеют дело с нехваткой лекарств, – сказал в заявлении гендиректор общества Пол Абрамовиц. – Но сегодня периоды ожидания препаратов стали более длительными».
Это касается опиоидов для инъекций обезболивания. Традиционно эти ингредиенты выращивают на полях месяцами или годами. Затем урожай собирают и из него извлекают нужные химические соединения, которые отправляют на завод по производству лекарства. Но зависимость от сельского хозяйства имеет свои недостатки: урожай может пострадать от природных факторов: вредителей, ненастья или индустриальных, таких как проблемы с доставкой.
Antheia сосредоточена на производстве одного типа медицинских компонентов: тебаина и орипавина. Они являются ключевыми веществами, которые используются для обезболивающих препаратов и помогают справляться с зависимостью, – кодеина, гидрокодона и налоксона. В разработке у компании ингредиенты и для других медикаментов, например скополамин, который используют в препаратах против тошноты и спазмов.
«Мы производим компоненты, с поставкой которых наблюдаются постоянные проблемы», – говорит Крастина Смолк, соучредительница и гендиректор Antheia.
Масштабирование биохимических процессов
Когда Смолк получала докторскую степень в Калифорнийском университете в Беркли, проходила практику в химической индустрии. Там она получила опыт и лучше изучила традиционное практическое применение химии, например, процесс очистки нефти.
Смолк рассказала, что такие химические процессы хорошо масштабируются, но они не так универсальны и гибки, как химические реакции в биологических системах, которые плохо масштабируются. «Я действительно начала думать о клетке как о фабрике производства вещей», – говорит она.
Такой контраст вдохновил ее сосредоточиться на разработке микроорганизмов, которые могут производить полезные продукты. Сначала она занялась этим в Калифорнии, а теперь делает это в Стэнфорде, где тоже преподает.
«Как можно вдохновиться природой, но создать более пригодное для масштабирования производство и биопроизводственные платформы? – делится она своим ходом мыслей. – Природа – это действительно лучший химик».
В 2015 году лаборатория Смолк привлекла внимание СМИ благодаря научной работе в журнале Science. В ней описано, как она и команда биоинженеров заставили дрожжи выработать гидрокодон, распространенное лекарство для обезболивания.
В том же году Смолк вместе с биохимическим инженером Кристи Гокинс и исследователями Кейт Тодди и Айсис Тренчард основали Antheia с целью масштабирования такого производства для удовлетворения потребностей фармацевтической отрасли. (В том же году Смолк основала компанию Chimera, занимающуюся иммунотерапией против рака; здесь она все еще занимает должность научного советника.)
Такие небольшие биореакторы легко настроить в лабораторных условиях, а вот масштабировать их – вызов для инженеров. Фото Forbes
Чтобы производить медицинские ингредиенты в больших количествах, исследователям Antheia нужно было вырастить специальные дрожжи. Для этого ученые брали гены растений, из которых добывают ингредиенты для того или иного лекарства, и добавляли их в дрожжи вместе с генами более 20 других организмов, которые делают процесс более эффективным.
Это, конечно, сложнее, чем процесс, во время которого дрожжи превращают сахар в алкоголь для пива – он включает только два химических шага. А чтобы выработать медицинские ингредиенты, нужно сделать, по крайней мере, на 20 шагов больше, а кроме того, изготовить специальные энзимы.
В лабораторных условиях это достаточно просто делать, а вот для индустриальных масштабов производства нужно много специального инженерного оборудования и обеспечения постоянных температур и условий ферментации. Для разработки техник, необходимых для масштабирования производства, Antheia заключила соглашение о сотрудничестве с неназванным итальянским биопроизводителем в 2021 году.
По словам Кази Гелал, биотехнологического аналитика Pitchbook, Antheia – это единственная компания синтетической биологии, занимающаяся производством компонентов для лекарств. Это может быть ее преимуществом, но, как отмечает аналитик, «не просто так в этой области у нее нет конкурентов». Amyris, которая использовала синтетическую биологию для разработки ингредиентов для косметических продуктов, в этом месяце объявила о банкротстве и выходе с потребительского рынка.
Как бы то ни было, Гелал отмечает, что, сосредоточившись на поставках важных ингредиентов для фармацевтических компаний, «Antheia действительно имеет шанс на коммерческий успех». Конечно, если он сможет наладить масштабное производство.
Смолк признает, что масштабирование – это главный вызов для ее компании, потому что это единственная возможность стать надежной альтернативой традиционным поставщикам медицинских ингредиентов. Но она отмечает, что их первое успешное масштабное производство тебаина указывает на то, что технология действительно пригодна к масштабированию и коммерциализации.
Поверить в успех
Рыночные вызовы не стали для инвесторов помехой. На сегодняшний день компания привлекла $120 млн от таких инвестиционных фирм, как Viking Global, Sherpalo Ventures и Hillspire Эрика Шмидта. По оценке Pitchbook, компания стоит $270 млн (Antheia отрицает эту цифру, но отказалась предоставить правильную).
Кроме того, в 2021 году компания заключила соглашение с другой биологической компанией Ginkgo Bioworks, разрабатывающей специальные энзимы для ферментационного процесса Antheia.
Следующий шаг для Antheia и ее 52 сотрудников – подготовить компанию к выходу на рынок с масштабной производственной линией. Для этого необходимо одобрение Управления по контролю за пищевыми продуктами и лекарственными средствами (FDA) и других регуляторных органов.
Чтобы его получить, нужно доказать, что ингредиенты, полученные из дрожжей, такого же качества, что и полученные традиционными методами. По словам Смолк, если все пойдет хорошо, то одобрения FDA они ожидают до конца следующего года, а на рынок со своими продуктами компания собирается выйти в 2024-м.
Вы нашли ошибку или неточность?
Оставьте отзыв для редакции. Мы учтем ваши замечания как можно скорее.
