Что будет биотехнологических принести? Биотехнологической революции приносит прорыв в лечение, производства продовольствия и энергии
Человечество переживает ряд производственных революций - сельское хозяйство, промышленное / пара, промышленные / электроэнергии, информации и в настоящее время революции биотехнологической продукции. Биотехнологии используются живые организмы и их компонентов молекул производить продукцию, в том числе новых лекарственных средств, сельскохозяйственных культур и энергии. Биотехнология будет персонализировать терапии и целью профилактики, диагностики и лечения заболеваний, а не просто вылечить болезни, когда они происходят. Биотехнология обеспечивает прорывы в области сельского хозяйства, продовольственной безопасности и производства энергии. И, как и все прежние революции производства, имущественные интересы яростно сопротивляются биотехнологической революции.
[Иллюстрация опущены]
Современная биотехнология может быть приурочено к открытию в Бойер и Коэн в 1973 году, как сращивание ДНК (гены) из одного организма в другой. Первые биотехнологические компании Genentech, была основана в Сан-Франциско, штат Калифорния, только три года спустя, в 1976 году.
Чтобы следовать, взглянуть на три основных сегментах биотехнологической промышленности: biomedicines, biocrops и биотопливо. К концу этого краткого доклада, то станет очевидно, что биотехнологические продукты будут широко распространены в том, как мы живем нашей повседневной жизни к 2030 году.
Прорыв Biomeds
В 2006 году было 1452 предприятий, использующих биотехнологии, по мнению аудиторской фирмы "Эрнст
В 2006 году фармацевтических исследований и Ассоциации производителей сообщили, что биотехнологические и фармацевтические компании уже производят 125 биотехнологических лекарственных препаратов для лечения самых разнообразных болезней, от инфарктов и инсультов с рассеянным склерозом и кистозный фиброз. Кроме того, 418 новых биотехнологических лекарственных средств находятся на различных стадиях развития. Большинство компаний, биотехнологии впредь уделять основное внимание лечения и диагностики. С момента своего основания 31 лет назад, биотехнологической промышленности никогда не была прибыльной, в совокупности, хотя Эрнст
Некоторые биотехнологические компании смогли вырасти в себя интегрированные компании, но чем больше обычный путь для запуска биотехнологические компании, чтобы доказать возможность новых перспективных терапии. Затем компания стремится к лицензии, партнер или быть поглощенной крупной фармацевтической компанией, которая может видеть лечению с помощью клинических испытаний и нормативной лабиринта.
Выключение генов: один из самых захватывающих новых биотехнологий появляться в последние годы, является РНК-интерференция (RNAi). Не вдаваясь глубоко в подробности, RNAi может полностью молчание деятельности какого-либо конкретного гена. В принципе, гены из ДНК, которая позволяет РНК (мРНК). мРНК транслируется в белки. Аномальные белки - либо сделанные органом или инфекционных агентов - являются причинами большинства заболеваний человека. Большинство современных препаратов действуют, блокируя активность болезнетворных белков. RNAi идет еще дальше в цепи заболеваний путем предотвращения перевода РНК, а это означает, что болезнетворные белки никогда не сделал. Многие исследователи и биотехнологических инвесторы полагают, что RNAi окажется широко применяться при лечении широкого спектра заболеваний, включая рак, болезни Альцгеймера, сердечно-сосудистые заболевания, болезни Паркинсона, гепатит С и даже пандемии гриппа.
Фармацевтический гигант Merck одобрил Ценность такого подхода, когда она приобрела RNAi запуска Серна терапии за $ 1,1 млрд. в октябре 2006 года. Серна посвящен лечения возрастной макулярной дегенерации (AMD), хронический гепатит, кожные, астма, болезни Гентингтона (HD), рак и диабет.
Текущего ведущих автономных RNAi компании Массачусетс основе Alnylam фармацевтическим препаратам. Alnylam развивается RNAi лечения респираторно-синцитиальный вирус, который вызывает холодной подобные симптомы, которые могут быть особенно опасны для грудных детей, людей с ослабленной иммунной системой, а также пожилых людей. В марте 2006 года Alnylam опубликованные результаты исследований в престижном научном журнале "Природа, в котором подробно, как один из его лечения RNAi опустил LDL (" плохого ") холестерина на 80 процентов, у приматов. Высокие уровни холестерина LDL связаны с развитием атеросклероза и ишемической болезни сердца.
В июле 2007 года швейцарский фармацевтическая компания Roche Pharmaceuticals и Alnylam объявила $ 1 миллиард сделка, в которой Рош получает неисключительную лицензию на технологическую платформу Alnylam по развитию RNAi терапии. Союз первоначально будет охватывать четыре терапевтических областях: онкология, болезни органов дыхания, болезни обмена веществ и некоторых заболеваний печени. Рош также получает 5 процентов акций Alnylam. Рош-директор в ожидании Северин Шван сказал, что он надеется Alnylam будет "Рош второй Genentech". Genentech, которая имеет рыночную капитализацию $ 77 млрд, является пакет акций компании принадлежит "Рош".
Анти-старение Pill: Современные биотехнологические также стремится, чтобы замедлить процесс старения. Sirtris Pharmaceuticals, базирующаяся в штате Массачусетс, идет на всех парах в поисках старению терапий. Основанная исследователь Гарвардского университета Дэвид Синклер, Sirtris развивается малых молекул, которые имитируют эффект ограничения калорий (CR). Ограничение калорий (уменьшение калорий примерно две трети нормальных) неоднократно было показано увеличение продолжительности жизни до 40 процентов в лабораторных животных и значительно отсрочить наступление многих дегенеративных заболеваний, связанных со старением. Благотворное влияние CR вызываются активации гена SIRT1. Соединений, которые влияют на SIRT1 гена называются sirtuins.
Исследователи обнаружили, что ресвератрол, соединение содержится в красном вине, также вызывает SIRT1. Sirtris создала молекулы, 1700 процентов более активны, чем природные ресвератрол. В июле 2007 года Sirtris объявила, что ее собственные новых химических SIRT1 активаторов (структурно связаны с ресвератрол) снижение глюкозы, повышение чувствительности к инсулину, повышение толерантности к глюкозе, а также увеличить количество и функции митохондрий, в нескольких доклинических моделях диабета 2 типа. Компания ориентирована на сахарным диабетом 2 типа с первого препарата.
Почему бы не нападение старения себя? Потому что FDA не признает старение как болезнь, и не будет утверждать, что лечение не направлены на лечение конкретных заболеваний. Конечно, как FDA одобрил препарат для лечения одного заболевания, врачи могут предписать это "не по прямому назначению" для других условий.
Персонализированная медицина: В мае Freedonia Group, Кливленд основе фирмы исследования рынка, прогнозируется, что спрос в пробирке диагностических продукцию будут расти на 5 процентов в год, достигнув почти $ 20 миллиардов к 2011 году. Вселенная тестирования резко расширяется. Национальные институты здравоохранения GeneTests сайт в настоящее время указывает генетических тестов для 1508 заболеваний.
[GRAPHIC опущены]
Фармакогеномика является новым технологиям для персонализированной медицины, то есть лечение с учетом индивидуальных пациентов. Старый блокбастер наркотиков бизнес-модель, в которой гигантские фармацевтические компании преследовали наркотики, которые могут быть использованы практически каждый исчезает. В ближайшие 10 лет, генетические тесты, как часть пациентов диагноз будет столь же обычны как манжеты артериального давления в настоящее время. Так как препарат, который действует для сердечной болезни твоей тетки не будет работать для вашего кузена, врачи даст им различных методов лечения.
Кроме того, pharmacogenomic тестирования позволит ускорить процесс открытия новых лекарств. Исторически, клинические испытания были страдает от того, что определенная часть людей, зачисленных в качестве предметов исследования не отвечают на время испытания препарата, а другие значительной выгоды. Биотехнологии и фармацевтической компании смогут использовать генетические тесты для выявления испытуемых, кто отвечает. Это могло бы резко сократить 10 - 12-летний период традиционных клинических испытаниях принимают для проверки новых лекарств от трех до пяти лет.
Фармакогеномики пути уже проложенному Герцептин в Genentech (трастузумаб) и ImClone системы "Erbitux (сетуксимаб), два моноклональных антител терапии рака. Эти препараты находятся в ведении только для пациентов, у которых белка рецептора тесты показывают, что они будут положительно реагировать на них. FDA отмечает, что 10 процентов от стоимости всех одобренных лекарств теперь поставляются с pharmacogenomic информации.
Например, в Солт-Лейк-Сити основе Myriad генетики разработали генетический тест, который идентифицирует пациентов, которые не реагируют на химиотерапевтического препарата Fluorouracil (5-FU). Этот препарат широко используется для лечения рака молочной, головы и шеи, желудка и толстой кишки рак, однако один из четырех человек есть генетические вариации, что делает стандартные дозы Fluorouracil высоко токсичен для них. TheraGuide Myriad в 5-ФУ гена тест помогает врачам определить, что у больных с генетической изменчивости и так снижает токсичность.
Другим серьезным претендентом на арене фармакогеномики это Санта-Клара, Калифорния основе Affymetrix. Гена Affymetrix в Chip технологии уже давно ожидания исследовательской лаборатории. Компания сейчас движется сильнее в глобальном рынке молекулярной диагностики, в которых годовой объем продаж уже $ 2,5 млрд. и растет на 17 процентов в год. В 2006 году открыл свои Affymetrix клинической Услуги лаборатории для анализа генов в крови и слюны для фармацевтических компаний, диагностические лаборатории предприятия и больницы. Когда-нибудь, Affymetrix GeneChips может быть стандартным диагностическим оборудованием в офисах врачей.
В 2007 году 23andMe, запуск генетического тестирования компании поддержали основатели Google, начал прокладывает путь к генома тестирования. Компания конфиденциально испытания около 600 тысяч одиночных нуклеотидных полиморфизмов (SNP), которые определяют многие генетические изменения, которые способствуют риску различных заболеваний. Стоимость составляет $ 1000. Идея, что такая информация дает людям возможность принимать меры по предотвращению будущих заболеваний.
Лечение рака к 2015 г.: Рак возникает, когда некоторые клетки в организме начинают расти бесконтрольно. Из-за десятилетий медицинского прогресса, уровень смерти от рака - число умерших на 100000 человек - понизилась более чем за десятилетие. В самом деле, в течение двух лет подряд, меньше людей умерли от рака, чем годом ранее. В 2003 году тогдашний глава Национального института рака (а теперь и FDA администратор) Эндрю фон Эшенбах, призвала все общество по исследованию рака, чтобы установить цели "устранения страданий и смерти от рака, и сделать это к 2015 году. "
Исследователи знают, что раковые клетки производят различные рецепторы на своей поверхности, а их активность генов является своеобразной. Эти различия могут быть специально нацелены убивающие рак лекарства. Терапия, таких как Genentech Герцептина для лечения некоторых раковых заболеваний молочной железы, ImClone анти-рак толстой кишки препарат Erbitux, и "Новартис" в хронический миелолейкоз средства Gleevec, работа защелки на рецепторы раковой клетки, заставляя рака, замедляется экономический рост. Авастин Genentech работах путем ингибирования роста опухоли, блокируя образование новых кровеносных сосудов.
Другие компании занимаются разработкой противоопухолевых вакцин, которые стимулируют собственную иммунную систему атаковать опухоль. Наиболее перспективным кандидатом, вакцины против рака простаты Provenge, производства Сиэтл базе Dendreon, не смогли получить одобрение FDA мая 2007. Dendreon используется вакцина стратегию, в которой клетки иммунной системы называют дендриты просеянную из крови пациента. Дендритов, которые затем подвергаются компоненты собственного рака предстательной железы пациента. Загрунтовать дендриты reinfused в организм пациента, где они подстрекают больных иммунной системы, чтобы убить раковые клетки. Так, по крайней мере, это теория.
Dendreon сообщили обнадеживающие первоначальные результаты, и некоторые аналитики предсказывали $ 1 млрд в год на рынке вакцин. Но в мае FDA отказалось одобрить Provenge и попросил еще клинических данных. В январе этого года, Dendreon был предоставлен широкий европейский патент на Provenge.
В 2006 году фармацевтических исследований и Ассоциации производителей сообщили, что биофармацевтического исследователи работают над 646 лекарств от рака. При всех этих усилий и инвестиций, что представляет собой, возможно, вызов фон Эшенбаха, чтобы положить конец страданиям и смерти от рака 2015 станет реальностью.
Баддинг Biocrops
Коммерческая биотехнология культур в настоящее время свое второе десятилетие. По сравнению с биомедицины, biocrop рынок в десятки миллиардов долларов, не сотни миллиардов. Но в большей порядке вещей, сельскохозяйственной биотехнологии может оказаться гораздо больше косвенных для будущего человечества и для здоровья планеты, как фермеры во всем мире борьба увеличить производство, чтобы прокормить дополнительные два миллиарда людей к 2050 году.
Генетически улучшенных культур, пережил быстрый принятия ставки фермерам по всему миру в любой из технологий сельскохозяйственных культур, в том числе кукурузы гибридными семенами. В феврале, Международная служба по приобретению Agri-Biotech применению сообщил, что глобальное 2007 биотехнологических культур области выросла на 12,3 млн. га (более 30 миллионов гектаров), или 12 процентов, чтобы достичь 114 млн га (более 282 млн акров) . ISAAA также отметил, что 12 млн фермеров из 23 стран мира посадил биотехнологических культур в 2007 году, по сравнению с 10,3 млн. в 2006 году. Примечательно, что 9 из 10, или 11 миллионов в пользу фермеров, были небольшими ресурсами бедных фермеров в развивающихся странах, которые, увеличив доход от биотехнологических культур способствовало их борьбе с нищетой.
"В США, 89 процентов сои, 83 процентов хлопка и 61 процентов посевов кукурузы изготавливаются с использованием биотехнологий. Повышение урожайности, снижение материальных затрат и повышение гибкости посадки привели, в буквальном смысле, двузначные цифры роста", сказал тогда еще Министр сельского хозяйства Майк Йоханса в октябре 2006 года. "В 2003 по 2004 год, биотехнологических культур генерируется около $ 28 млрд валового дохода для фермеров. Кроме того, во всем мире прогнозы, предполагается, что мы будем расти в два раза превышает количество пищи, на такое же количество гектаров к концу 2030 года. Сельскохозяйственная биотехнология сделает это возможным ". В 2006 году общая стоимость биотехнологических семян превысил $ 6 миллиардов.
Самые популярные первого поколения черты инженерии в биотехнологии сельскохозяйственных культур насекомых и устойчивости к гербицидам. Устойчивости к насекомым, как правило, возложенных путем введения гена от естественных почв бактерия, которая убивает только гусениц. Устойчивость к гербицидам позволяет сельскохозяйственных растений противостоять применение очень ecofriendly гербицидов и тем самым позволяет борьбы с сорняками без вспашки или мотыгой.
Сотни миллионов людей стали есть продукты, изготовленные из ингредиентов, полученных из этих биотехнологических культур более чем за десятилетие. За это время ни один человек никогда не получали столько как кашель, боль в животе или сморкаться от еды продукты, изготовленные с ингредиенты из генетически расширения посевов. Все биотехнологических культур, рассматриваются Министерством сельского хозяйства США и Агентства охраны окружающей среды прежде чем они идут на рынок. США продовольствия и медикаментов, Американская медицинская ассоциация, Всемирная организация здравоохранения и Национальной академии наук все пришли к выводу, что биотехнологические продукты так же безопасны, как, если не безопаснее, чем обычные или натуральные продукты.
В конце 1980 и начале 1990-х годов, число пуска и устоявшихся семенных компаний, направленной на развитие сельскохозяйственных биотехнологий взорвалась. Но это новые перспективные технологии странно столкнулись шум видел эколог оппозиции, особенно в Европе. Эта враждебность странно, потому что сельскохозяйственной биотехнологии открывает значительные экологические преимущества.
Например, при посадке устойчивые к насекомым культур, фермеры сократили количество используемых пестицидов на 15 процентов, или свыше 247 тысяч тонн, между 1996 и 2005 годах. Кроме того, устойчивые к гербицидам культуры позволяют фермерам перейти на No-Till сельского хозяйства, что резко уменьшает эрозию почвы. В самом деле, исследование августа 2007 в журнале "Труды Национальной академии наук установили, что" No-Till хозяйство может построить плодородия почвы даже при интенсивных методов ведения сельского хозяйства ".
Таким образом, поскольку биотехнологических семян сравнительно низкой стоимости по сравнению с биомедицинских методов лечения болезни сердца и рак, небольшой урожай биотехнологических компаний засохнет и промышленности были объединены в более или менее крупных компаний, главным образом, "Монсанто", DuPont, Syngenta и Bayer. Сент-Луис, Миссури основе "Монсанто" доминирует на рынке биотехнологических семян. Около 60 процентов всех биотехнологических-улучшенные семена содержат черты разработанной Monsanto.
Одним из направлений нового поколения биотехнологических культур является улучшение питания. Например, "Монсанто" и другие компании инженерных соевых бобов с заболеваниями сердца здорового омега-3 жирных кислот. Кроме того, Компания Монсанто полевых испытаний кукурузу и хлопок сортов, устойчивых к засухе. В соответствии с "Монсанто", полевые испытания показать свою засухоустойчивых урожайность кукурузы 12 центнеров больше, чем его ранних версий биотехнологических кукурузы. Это на вершине выход преимущество шесть бушелей кукурузы, что биотехнологические На протяжении того же сорта, которые не были генетически расширения.
Биотопливо Boost
В декабре Конгресс принял, а президент Буш подписал счастливо энергии закон, требующий, что около 36 млрд галлонов этанола быть подготовлены для транспортного топлива к 2022 году. Это на вершине 2005 требование, что 7,5 миллиардов галлонов этанола быть произведены до 2012 года, который будет использовать почти треть урожая кукурузы США. Использование современных технологий, это заняло бы весь урожай кукурузы в стране производить 36 миллиардов галлонов этанола, сумму, равную примерно одна пятая часть бензина американцы в настоящее время используется каждый год. Она занимает 450 фунтов зерна, чтобы сделать достаточно этанола для заполнения 25-галлон бензобаке. Четыреста пятьдесят фунтов зерна поставок достаточно калорий, чтобы прокормить человека за один год. Что касается продовольствия в топливо является плохой идеей, так что исследователи ищут другие источники растительного сырья, которые могут быть брожения в этанол.
Это где целлюлозного этанола приходит дюйм целлюлозного этанола производится из стеблей и стеблей растений, а не из их семян, однако, целлюлоза является слишком жестким для брожения. Agrivida, Кембридж, штат Массачусетс основе биотехнологических запуска, проводит один раствор генетического изменения растений кукурузы содержит ферменты, которые расщепляют целлюлозу после того как они собраны.
LS9, частная запуска, базирующейся в Калифорнии, занимается разработкой более biotechnically амбициозные усилия для подготовки топлива. Называющая себя "возобновляемых нефтяной компании", LS9 стремится использовать синтетическую биологию непосредственно производства бензина. LS9 соучредителем и Гарвардского университета генетик Джордж Церковь описывает синтетическую биологию в качестве "лечения биологии, как вы бы лечить больших интегральных схем. Синтетическая биология инженерных новых систем с помощью частей, которые мы верим". Иными словами, биологи хотят сделать для биологии, что инженеры сделали для электроники.
В любом случае, если LS9 успешно, не было бы необходимости менять наши текущие транспортной инфраструктуры. Компания изменение бактериального метаболизма, чтобы их разработан микробов может съесть клетчатки и выделяют углеводороды, которые могут быть использованы в производстве бензина и других нефтепродуктов. В 2008 году LS9 планирует построить опытно-промышленной установки для тестирования и совершенствования процесса, и надеется, что продажа biocrude на нефтеперерабатывающие заводы в течение трех-пяти лет.
Стоит отметить, что биотехнологические топливной промышленности может двинуть от успешного пилота промышленного производства в 4:58 лет, в отличие от биофармацевтической промышленности чьи горизонты планирования от 12 до 15 лет из-за строгих нормативных требований.
Политика Задачи университета Тафтса Центр по изучению Drug Discovery недавно подсчитал, что сейчас стоит в среднем $ 900 млн, чтобы довести новый препарат на рынок. Центр также считает, что чего биотехнологических обращения к рыночной цене еще больше, 1,2 млрд. долл. США в среднем. И как правило, занимает от 12 до 15 лет, чтобы получить новый терапии утверждены.
Это изменит как эпоха персональных достижений медицины и как все более интеллектуального биомедицины позволит фармацевтическим компаниям и регулирующими органами для личности пациентов, которые выиграют от новых методов лечения гораздо быстрее и с меньшими затратами.
кошмар Biotech является то, что новый президент-демократ, и Конгресс мог бы наложить контроля цен на лекарственные после выборов 2008 года. В 1993 году администрация Клинтона предлагаемого регулирования цен вызывает рост наркотиков R
Препятствия на пути biocrop технологии должны упасть в ближайшие десятилетия. де Европейского союза факто запрет текущих коммерческих сортов биотехнологических сельскохозяйственных культур является основным препятствием на пути их еще быстрее, принятие во всем мире.
Хорошая новость заключается в том, что Европейский союз становится все более изолированной в его устойчивость к биотехнологических культур и в конечном итоге должны прийти в себя, по этому вопросу в следующем десятилетии.
Одна из причин беспокойства является то, что в то время как культур развитых западных компаний проходят тщательную проверку на безопасность, будущее многих биотехнологических культур будет развиваться в Азии и других регионах. Международная продовольственная и ингредиент компании хотят тестировать и управлять их цепочек поставок в целях предотвращения любых опасных продуктов получать для своих клиентов. В конечном счете, политики и общественность признают, что биотехнологические культуры это единственный способ накормить растущее население планеты. Один счастливый побочным эффектом повышения производительности биотехнологических, что количество земель, отведенных под сельское хозяйство может быть значительно сокращены, что, возможно восстановить миллионы акров к природе.
Наконец, 77 процентов разведанных запасов нефти в мире принадлежат национальных нефтяных компаний. Даже если мир не заканчивается нефть (и это без них), энергетической безопасности, находится в руках правительств, которые производят нефть со всеми эффективность, связанная с советской производства обуви. Кроме того, нарастает озабоченность по поводу человека на глобальное потепление, является обнадеживающим искать альтернативы ископаемым видам топлива. Следовательно, на основании энергетической безопасности и предотвращения глобального потепления, американское правительство и направления значительных субсидий на биотопливо и предписывает, чтобы они были использованы для замены импорта топлива.
Однако, солнечный прогноз, что росту урожайности сельскохозяйственных культур биотехнологических вернет миллионы акров к природе могут быть сорваны, если больше земель распахана расти биотоплива запасов. Расширение производства биотоплива может вызвать интересный бой между натуралист и изменения климата крылья эколог движения.
Рональд Бейли науки Причина корреспондент журнала.
(Раскрытие информации: Бейли является владельцем нескольких 100 акций в различных биотехнологических и фармацевтических компаний, некоторые из которых обсуждаются в данной статье).
