Wie sich die Hautpflegeindustrie in einem Wettlauf gegen die Zeit der Genbearbeitung zuwendet

Ihre Hautpflegeroutine braucht vielleicht ein Upgrade – aber nicht, weil Sie älter werden. Wirkstoffe, die in Kosmetika verwendet werden, mögen gut für Ihre Haut sein, aber nicht für den Planeten. Viele von ihnen stammen von seltenen Pflanzen oder ahnungslosen Tieren. Beispielsweise wird Squalen, ein häufiger Inhaltsstoff in Cremes und Seren, aus Haileber gewonnen. Das stellt ein Problem dar – und zwar nicht nur für gefährdete Arten, sondern auch für die Sicherheit der Lieferkette, die Kontrolle der Preise und die Gewährleistung einer gleichbleibenden Qualität dieser Zutaten.

Hautpflege ist ein 100-Milliarden-Dollar-Markt. Kein Wunder, dass die aufstrebenden Biotechnologieunternehmen in diesen Sektor vordringen. Was sie auf den Tisch bringen, sind sauberere und umweltfreundlichere Alternativen zu den Produkten, die wir bereits verwenden. Anstatt aus Wildpflanzen geerntet zu werden, können die in Kosmetika verwendeten Hauptinhaltsstoffe durch Präzisionsfermentation aus kultivierten Pflanzen wie Zuckerrohr hergestellt werden. Diese Technologie ist in der Lage, hochreine Enzyme, Vitamine, Duftstoffe, natürliche Pigmente und aktive Moleküle in einer kontrollierten Umgebung zu einem Bruchteil der Kosten herzustellen.

Biobasierte Hautpflegeprodukte sind bereits auf dem Markt. Biossance, der gehört AmyrisAMRS
(Nasdaq: AMRS), ist die am schnellsten wachsende Marke bei Sephora, das Squalen als Hauptbestandteil enthält. Amyris hat aus Haien gewonnenes Squalen durch sein Präzisionsfermentationsprodukt ersetzt, das jetzt 60 % des Weltmarktes für die Chemikalie ausmacht. Ein weiteres Beispiel für den Eintritt von Biotechnologie in die Hautpflege ist ein Unternehmen namens Mutter Schmutz, gegründet von einem MIT-Wissenschaftler im Jahr 2015. Ihre Produktlinie enthält eine Kombination aus intelligenten Inhaltsstoffen und Probiotika, die zusammenwirken, um das Mikrobiom der Haut auszugleichen, mit wissenschaftlicher Unterstützung. Ihre Gründerin, Jasmina Aganovic, hat seitdem ein weiteres Unternehmen mit dem Namen gegründet Archaea das darauf abzielt, den gesamten Baum des Lebens zu erschließen, um zuvor unzugängliche Inhaltsstoffe zu entwickeln.

„Die Biotechnologie ermöglicht es uns, die Inhaltsstoffpalette der Schönheitsindustrie ethisch und nachhaltig auf Moleküle in allen Teilen des Baums des Lebens zu erweitern“, sagte Jasmina. „Bei Arcaea sehen wir, wie diese auf wirkungsvolle Weise in der Schönheitspflege eingesetzt werden können, um neue Kategorien von Inhaltsstoffen und Produktfunktionen zu schaffen.“

In der Tat kann biotechnologische Innovation über das Ersetzen bestehender Inhaltsstoffe hinausgehen und dazu beitragen, neue Produkte einzuführen, die besser sind als das, was sich derzeit in unseren Regalen befindet. Ein relativ neues Biotech-Unternehmen rief an Sestina Bio strebt nach diesen Spezialzutaten. Ihr erstes kommerzielles Ziel ist Bakuchiol, eine natürliche Retinol-Alternative, die nicht die UV-Empfindlichkeit und Reizung verursacht, die Retinol verursachen kann. Der Nachteil der Verwendung dieses Supermoleküls besteht darin, dass Bakuchiol derzeit aus einer bedrohten Pflanze stammt, sodass seine Lieferkette nicht skalierbar ist – und der Preis mit der Nachfrage steigt. Sestina hat sich zum Ziel gesetzt, diesen begehrten Inhaltsstoff mithilfe von synthetischer Biologie und Präzisionsfermentation herzustellen.

Aber die Entwicklung eines neuen biologischen Herstellungsverfahrens ist keine leichte Aufgabe: Zuerst muss man herausfinden, wie man dieses Produkt in einem Mikroorganismus wie Hefe herstellt, dann einen Stamm entwickeln, der kommerzielle Mengen davon herstellen kann und robust genug ist, um unter industriellen Bedingungen zu wachsen bevor Sie die Produktion hochskalieren können. Dieser Prozess dauert oft Jahre. Aber Sestina konnte eine entwickeln einsatzbereiter Stamm in weniger als 12 Monaten. Dies ist ein beispielloser Zeitplan für die Entwicklung neuer Produkte in der Biotech-Branche. Sie konnten die Ein-Jahres-Marke durch den Einsatz von Data Science und modernsten Genom-Engineering-Tools wie denen von Inscripta übertreffen Onyx^® Plattform.

Für Unternehmen wie Sestina rationalisiert Inscripta den Strain-Engineering-Prozess mit ihrem Onyx-Instrument, das CRISPR-Bearbeitung und mehr in einer Blackbox durchführt. Die Funktionsweise ist, dass Sie einen Standard-Hefestamm einsetzen und nach 2-4 Tagen Tausende von gentechnisch veränderten Zellen zurückgeben, die auf Verbesserung untersucht werden können. Klingt nach Magie? Es ist nicht. Es ist tatsächlich eine Kombination aus Bioinformatik-Software, fortschrittlicher Mikrofluidik, kundenspezifischer Chemie, optimierten Enzymen und Rechenleistung, die es dieser Maschine ermöglicht, alles zu tun, was ein voll besetztes Labor tun kann – aber viel schneller. Damit können Projekte, die früher Jahre gedauert haben, jetzt in nur wenigen Monaten durchgeführt werden, und die Erfolgsgeschichte von Sestina mit Bakuchiol beweist es.

„Die Schaffung eines Bakuchiol-Stammes, der die Strapazen des Scale-ups überstehen und bei der Herstellung gewinnen kann, erforderte eine signifikante Verbesserung der Enzyme und unerwartete Bearbeitungen des gesamten Genoms, die den Weg unterstützen. Mit dem Onyx konnten wir beide Ziele schnell parallel erreichen und unseren gesamten Prozess erheblich beschleunigen“, sagte Andrew Horwitz, VP of R&D bei Sestina Bio, in eine Pressemitteilung.

Bakuchiol ist eines der ersten kommerziellen Bioprodukte, das mit Hilfe der Onyx-Plattform entwickelt wurde. Aber auch andere Unternehmen der synthetischen Biologie, die im Bereich der Inhaltsstoffe tätig sind, versuchen, ihren Produktentwicklungsprozess mit dem Onyx-Instrument von Inscripta zu beschleunigen. Zu denjenigen, die die Technologie von Inscripta verwenden, gehören Giganten wie Amyris, Ginkgo Bioworks und Willow Biowissenschaften. Willow Biosciences arbeitet an der Herstellung von hochreinen Inhaltsstoffen für die Körperpflege-, Lebensmittel- und Getränke- und Pharmamärkte, wie beispielsweise Cannabigerol („CBG“), den ersten kommerziellen Inhaltsstoff in seinem Portfolio.

Inscripta selbst strebt nicht nach bestimmten Inhaltsstoffen, sondern stellt den Unternehmen der synthetischen Biologie die Werkzeuge zur Verfügung, mit denen sie ihre Ziele schneller erreichen können, indem sie die Forschung, das Design und die Prozessentwicklung neuer kommerzieller Produkte beschleunigen. Ginkgo Bioworks bietet auch Strain Engineering als Dienstleistung an: Sie haben mit Unternehmen wie z Givaudan und Schraubengewinde um dabei zu helfen, Inhaltsstoffe aus der Natur in nachhaltigere Versionen umzuwandeln, die in Mikroben hergestellt werden.

In gewisser Weise liefern Unternehmen wie Inscripta und Ginkgo die sprichwörtlichen „Spitzen und Schaufeln“ für den Goldrausch auf dem Markt für nachhaltige Inhaltsstoffe. Ihre Technologie kann dazu beitragen, die Produktentwicklungszeiten von Jahren auf Monate zu verkürzen, und das bietet einen echten Wettbewerbsvorteil in einem schnelllebigen Biotech-Umfeld. Für Unternehmen bedeutet das, dass sie nachhaltigere Inhaltsstoffe schneller auf den Markt bringen können – und für uns, dass wir sie im Wettlauf gegen die Zeit früher auf unsere Gesichter bringen können.

Wir danken Ihnen, Katia Tarasava für weitere Recherchen und Berichte zu diesem Artikel. Ich bin der Gründer von SynBioBeta, und einige der Unternehmen, über die ich schreibe, darunter Inscripta, Amyris und Ginkgo Bioworks, sind Sponsoren von SynBioBeta SynBioBeta-Konferenz und wöchentliche Verdauung.