¿Cuál es la clave para reducir el costo de los medios de cultivo celular para carne cultivada?
Será fundamental encontrar formas más eficientes de producir insumos costosos como factores de crecimiento (proteínas que estimulan el crecimiento y la diferenciación de las células) a escala, ya sea a través de microbios, plantas o moscas de la fruta genéticamente modificados. Pero eso es sólo una parte del desafío, dice la startup Multus Biotechnology, con sede en Londres.
«Lo que impide el desarrollo de los medios es la ineficacia de la optimización, es decir, en términos de costo; calidad de los ingredientes, potencia, estabilidad y sostenibilidad; escalabilidad; y productividad del bioproceso (tasa de proliferación, densidad celular, eficiencia de diferenciación, etc.)», dijo el director de Multus Bio. de desarrollo empresarial, dijo el Dr. Charlie Taylor AgFunderNoticias.
«Optimizar los objetivos de todas estas áreas al mismo tiempo es el verdadero desafío que enfrentan las empresas en este espacio. ¿No se trata sólo de cómo abaratar los factores de crecimiento?»
Y cuando se trata de optimizar las formulaciones de los medios, dice: «Una toma de decisiones más inteligente, más datos y producir más de los mismos mejores resultados, más rápidamente. Junto con insumos más baratos y economías de escala, esa es la hoja de ruta hacia medios de bajo costo en todo el mundo». la panoplia metabólica de líneas de células cárnicas.
Al combinar IA y automatización, se pueden resolver dos puntos críticos en la formulación óptima de medios, dice Taylor: “herramientas de toma de decisiones con poca potencia (por ejemplo, qué aminoácido cambiar en una proteína o qué proteína cambiar en una formulación); y bajo rendimiento experimental”.
Crecimiento en medios de cultivo celular sin suero.
Fundada por cuatro estudiantes del Imperial College London (Cai Linton, Kevin Pan, Réka Trón y Brandon Ma), Multus Bio trabaja con varias empresas de carne cultivada en el desarrollo de medios sin suero y utiliza un método impulsado por IA para desarrollar una mayor resistencia. . y factores de crecimiento efectivos.
Según Taylor: “Multus tiene tres ofertas. Uno son los productos disponibles en el mercado, la misma combinación de ingredientes y proteínas individuales. En segundo lugar, hacemos desarrollo de medios para los clientes. Y tercero, fabricamos alternativas sin suero al FBS (suero bovino fetal), por lo que la capacidad que estamos construyendo (en una nueva planta piloto en Acton, Londres) es la primera instalación de producción en el grado de alimento mundial para suero alternativo.
«Hemos construido una instalación a escala piloto que tiene la capacidad de producir suficiente alternativa de FBS sin suero para aproximadamente 200.000 litros de medios completos por mes. Así que eso es suficiente para una instalación de cultivo bastante grande de carne. Actualmente está equipada con operaciones Está previsto que comience en el cuarto trimestre de 2023.
Integrando la ciencia de datos con la experimentación de alto rendimiento
Y añadió: «Nuestra PVU consiste en combinar la ciencia de datos con experimentación de alto rendimiento para determinar las formulaciones adecuadas a utilizar».
En términos prácticos, sostiene, realizar todos los experimentos necesarios para encontrar una formulación que funcione mejor para sus líneas celulares «es casi imposible. Digamos que tiene 30 ingredientes y quiere saber la concentración correcta de cada uno para hacer ¿Tus células crecen bien? Si observas todas las combinaciones posibles, son millones de experimentos utilizando el método convencional.
En Multus Bio, dijo, «no usamos el llamado Diseño de Experimentos. Usamos un tipo de aprendizaje automático llamado optimización bayesiana, herramientas estadísticas utilizadas para la optimización automática de decisiones sobre la inversión publicitaria en plataformas de redes sociales mediante el aprendizaje constante. a partir de datos dónde gastar el próximo dólar.
«Hemos creado una versión de eso para optimizar experimentos para probar diferentes formulaciones de medios para células. Pero también hemos comprado equipos de laboratorio y herramientas de automatización y software escrito para unir las piezas en equipos con un motor de toma de decisiones impulsado por el Aplicación de aprendizaje automático que creamos.
«Así que organizamos los experimentos, colocamos las células en las bandejas, pero más que eso, es una plataforma experimental relativamente autónoma. No depende de que un científico entre y decida qué hacer».
Tradicionalmente, dijo, los científicos “hacen algunos experimentos con células y luego las tiñen para observarlas bajo un microscopio. Tomamos fotografías bajo el microscopio y luego utilizamos el software de procesamiento de imágenes que hemos desarrollado.
«Entonces, en lugar de dejar que las células crezcan durante dos o tres días y luego teñirlas y tomar una fotografía, tomamos fotografías cada dos o tres horas porque un brazo robótico toma bandejas de células de la incubadora, las pone bajo el microscopio y toma fotografías. «
Procesamiento de imágenes
El procesamiento de imágenes permite a Multus Bio ver las tasas de crecimiento, pero también la morfología, explicó. “Los biólogos celulares suelen decir: ¿mis células son felices, según sus formas? Entonces, cuando entrenamos modelos para cualquiera de las células con las que estamos trabajando, los entrenamos en la morfología correcta para que podamos ver qué tan felices están las células y cómo están creciendo.
Y como este proceso ocurre cada dos o tres horas, la máquina de toma de decisiones que ejecuta los experimentos puede tomar mejores decisiones sobre qué hacer a continuación, afirmó.
«En última instancia, esto significa que podemos hacer desarrollo experimental más rápido y podemos resolver objetivos más complejos. Así, por ejemplo, hacerlo más barato pero mejorar mi tasa de crecimiento al mismo tiempo, mientras pasamos de ingredientes de calidad farmacéutica a ingredientes de calidad alimentaria. por lo tanto, trate de utilizar estos ingredientes complejos de origen vegetal en lugar de solo productos químicos definidos.
Líneas celulares
Multus Bio, que recaudó 9,5 millones de dólares en una ronda serie A liderada por Mandi Ventures en enero, incluida una subvención de 2,5 millones de dólares de Innovate UK a través del EIC Accelerator de la UE, tiene una asociación con la startup británica Extracelular donde lanzó y obtuvo licencia para carne cultivada de forma gratuita. banco de células, dijo Taylor.
“Internamente trabajamos con diferentes células. Pero más que eso, trabajamos con clientes que nos dan sus células bovinas porque quieren formulaciones de medios para ellas y también hablamos con empresas que quieren enviarnos células porcinas y algunas empresas que trabajan con células de peces. .
«Recientemente compramos un microscopio nuevo que viene con su propia incubadora para que podamos trabajar a diferentes temperaturas (las células de los mariscos generalmente crecen a temperaturas más bajas que las células de los mamíferos)».
Optimización de costos, sostenibilidad, productividad de bioprocesos y escalabilidad.
Entonces, ¿qué sabe Multus Bio hasta ahora sobre la optimización de formulaciones de medios?
«Si piensas en los medios, una parte son nutrientes como aminoácidos, azúcares y sales (llamados ‘medios basales’)», dice Taylor. “La otra parte es el ‘elixir’, ya sea un equivalente de FBS o un lisado de plaquetas o lo que sea. Pero no sólo necesitamos trabajar para reducir el costo de los factores de crecimiento (como FGF, IGF, etc.), también necesitamos reducir el costo de los aminoácidos y cosas como la albúmina (una proteína que se encuentra en el plasma sanguíneo y que a menudo se usa como un complemento a los medios de cultivo celular).
«Tenemos que utilizar corrientes secundarias del procesamiento de plantas, por ejemplo, la cáscara del procesamiento del arroz, y obtener los aminoácidos de ahí, en lugar de utilizar una fermentación de precisión para producir estos ingredientes uno a la vez.
«Replicar la funcionalidad de la albúmina a partir de fuentes vegetales es algo que está actualmente en desarrollo, aunque todavía no hemos llegado a ese punto».
Alto valor de desarrollo de proteínas.
Multus Bio, que ahora cuenta con un equipo de 19 personas, también está trabajando para desarrollar sus propios factores de crecimiento más efectivos, con mayor potencia y una vida media más larga, dijo. «La proteína AI es un campo en rápida expansión y utilizamos un modelo de IA generativa para ayudarnos a generar secuencias de aminoácidos alternativas. Usamos los modelos para hacer predicciones de la estructura de las proteínas y evaluaciones de estabilidad.
«Al final utilizamos un montón de modelos diferentes para crear una lista corta de secuencias candidatas que creemos que tienen la estructura correcta y tienen la mayor ventaja de termoestabilidad y pueden fundirse. Y luego podemos actuar para la validación in vitro. ¿Se expresan bien?, ¿se disuelven?, ¿tienen la función y actividad adecuada?
«Según los resultados, podemos volver atrás y repetir el proceso nuevamente, pero acorta el tiempo del ciclo».
Sin embargo, si se encuentra un candidato con potencial, Multus Bio no buscará desarrollarlo internamente, dijo Taylor: «Hacemos un pequeño trabajo para validar los productos candidatos, pero tenemos un socio en la fabricación de fermentación de precisión que se beneficia de una reducción costos de producción en reactores altamente eficientes a escala comercial”.
Ingresos por medios y componentes
Entonces, ¿cómo gana dinero Multus Bio hoy?
Según Taylor: “Vendemos medios y componentes. Contamos con la primera formulación que vendemos a empresas de carnes cultivadas. Tenemos tres componentes proteicos con los que tenemos clientes y también trabajamos en ciencias biológicas médicas en etapa inicial.
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