Biotechnologie is een industrie die zich richt op het manipuleren van levende organismen om commerciële producten te maken. Dit is echter een zeer brede kijk op deze snelgroeiende wetenschappelijke industrie.
Volgens dergelijke definities zouden eeuwen van landbouw en veeteelt kwalificeren als soorten biotechnologie. Modern begrip en gebruik van deze wetenschap, ook bekend als biotech, is verfijnd om nieuwe medicijnen en ongediertebestendige gewassen te creëren.
Dergelijke innovaties begonnen zich te ontwikkelen toen Stanely Cohen en Herbert Boyer in 1973 in hun Stanford-laboratorium het klonen van DNA lieten zien. Biotechnologie is een intrinsiek onderdeel geworden van veel aspecten van het moderne dagelijkse leven.
De technologie
Sinds de eerste DNA-kloneringsexperimenten zijn genetische manipulatietechnieken ontwikkeld om gemanipuleerde biologische moleculen en genetisch ontworpen micro-organismen en cellen te creëren. Genetici hebben ook manieren ontwikkeld om nieuwe genen te vinden en erachter te komen hoe ze werken, en hebben transgene dieren en planten gemaakt.
In het midden van deze bio-engineering revolutie explodeerden commerciële toepassingen. Een industrie evolueerde rond technieken zoals gen klonen (replicatie), gerichte mutagenese (sturen van genetische mutaties) en DNA sequentie. RNA-interferentie, biomolecuul-labeling en detectie, en nucleïnezuuramplificatie werden ook ontwikkeld en geïntroduceerd.
De biotech-markten: medisch en agrarisch
De biotech-industrie is grotendeels verdeeld in de medische en landbouwmarkt. Hoewel ondernemende biotechnologie ook op andere gebieden wordt toegepast, zoals de industriële productie van chemicaliën en bioremediatie, is de toepassing op deze gebieden nog gespecialiseerd en beperkt.
Aan de andere kant hebben de medische en agrarische industrie biotechrevoluties ondergaan. Dit omvatte nieuwe - en soms controversiële - onderzoeksinspanningen en ontwikkelingsprogramma's. Bedrijven hebben zich ontwikkeld om te profiteren van de hausse in de ontwikkeling van biotechnologie. Deze bedrijven hebben strategieën ontwikkeld om nieuwe biomoleculen en organismen te ontdekken, te veranderen of te produceren door middel van bio-engineering.
Biotech Startup Revolution
Biotechnologie introduceerde een geheel nieuwe benadering van geneesmiddelenontwikkeling die niet gemakkelijk integreerde in de chemisch gerichte benadering die de meeste gevestigde farmaceutische bedrijven gebruikten. Deze verschuiving veroorzaakte een golf van startende bedrijven, te beginnen met de oprichting van Cetus (nu onderdeel van Novartis Diagnostics) en Genentech in het midden van de jaren zeventig.
Aangezien er een gevestigde risicokapitaalgemeenschap was voor de hightech-industrie in Silicon Valley, waren veel van de vroege biotechnologiebedrijven ook geclusterd in de San Francisco Bay Area. Door de jaren heen zijn er talloze startende bedrijven opgericht om deze markt te veroveren.
Innovatiehubs ontwikkeld in de VS in steden als Seattle, San Diego, North Carolina's Research Triangle Park, Boston en Philadelphia. Internationale biotech-hubs zijn steden als Berlijn, Heidelberg en München in Duitsland; Oxford en Cambridge in het VK.; en de Medicon-vallei in het oosten van Denemarken en het zuiden van Zweden.
Sneller nieuwe medicijnen ontwerpen
Medische biotechnologie, met een jaarlijkse omzet van meer dan $ 150 miljard, ontvangt het grootste deel van de investeringen in biotechnologie en onderzoeksdollars. Dit deel van de biotechnologie zweeft rond de pijplijn voor het ontdekken van geneesmiddelen, die begint met fundamenteel onderzoek naar identificeren van genen of eiwitten die geassocieerd zijn met bepaalde ziekten die kunnen worden gebruikt als doelwitten voor geneesmiddelen en diagnostiek markeringen.
Zodra een nieuw gen of eiwitdoel is gevonden, worden duizenden chemicaliën gescreend om mogelijke medicijnen te vinden die het doelwit beïnvloeden. De chemicaliën die eruitzien alsof ze zouden kunnen werken als medicijnen (ook wel bekend als "hits"), moeten vervolgens worden geoptimaliseerd, gecontroleerd op toxische bijwerkingen en getest in klinische onderzoeken.
Medische biotechbedrijven
Biotech heeft een belangrijke rol gespeeld in de eerste fasen van het ontdekken en screenen van geneesmiddelen. De meeste grote farmaceutische bedrijven hebben actieve onderzoeksprogramma's voor het ontdekken van doelwitten die sterk afhankelijk zijn van biotechnologie. Kleinere startende bedrijven zoals Exelixis, BioMarin Pharmaceuticals en Cephalon (overgenomen door Teva Pharma) gericht op het ontdekken en ontwikkelen van geneesmiddelen door vaak gebruik te maken van unieke eigendomsrechten technieken.
Naast de directe ontwikkeling van geneesmiddelen, zoeken bedrijven zoals Abbott Diagnostics en Becton, Dickinson and Company (BD) naar manieren om nieuwe ziektegerelateerde genen te gebruiken om nieuwe klinische diagnostiek te creëren.
Veel van deze tests identificeren de patiënten die het meest reageren op nieuwe geneesmiddelen die op de markt komen. Ondersteunend onderzoek naar nieuwe medicijnen is ook een lange lijst van onderzoeks- en laboratoriumleveranciers die basissets, reagentia en apparatuur leveren.
Bedrijven zoals Thermo-Fisher, Promega en tal van anderen bieden bijvoorbeeld laboratoriumtools en -apparatuur voor biowetenschappelijk onderzoek. Bedrijven zoals Molecular Devices en DiscoveRx leveren speciaal ontworpen cellen en detectiesystemen voor het screenen van potentiële nieuwe medicijnen.
Landbouwbiotechnologie: beter voedsel
Dezelfde biotechnologie die wordt gebruikt voor de ontwikkeling van geneesmiddelen, kan ook landbouw- en voedingsproducten verbeteren. In tegenstelling tot farmaceutische producten heeft genetische manipulatie echter geen golf van nieuwe startups op het gebied van ag-biotech opgeleverd. Het verschil kan zijn dat, ondanks de technologische sprong voorwaarts, biotech de aard van de landbouwsector niet fundamenteel heeft veranderd.
Het manipuleren van gewassen en vee om de genetica te optimaliseren om de bruikbaarheid te vergroten en de opbrengsten te verbeteren, vindt al duizenden jaren plaats. Bio-engineering biedt bij wijze van spreken een handige nieuwe methode. Gevestigde landbouwbedrijven, zoals Dow en Monsanto (dat werd overgenomen door Bayer), integreerden biotechnologie gewoon in hun R & D-programma's.
Plantaardige en dierlijke GGO's
De meeste aandacht voor ag-biotech ligt op gewasverbetering, dat als bedrijf behoorlijk succesvol is geweest. Sinds de eerste genetisch gemodificeerde maïs in 1994 werd geïntroduceerd, zijn transgene basisproducten zoals tarwe, soja en tomaten de norm geworden.
Nu is meer dan 90% van de in de VS verbouwde maïs, sojabonen en katoen biologisch ontwikkeld. Hoewel ze achterblijven bij biotechnologische planten, komt het gebruik van biotechnologie voor de verbetering van landbouwhuisdieren ook vrij veel voor.
Dolly, het eerste gekloonde schaap, werd in 1996 gemaakt. Sindsdien is het klonen van dieren steeds gewoner geworden, en het is duidelijk dat transgene boerderijdieren op het toneel verschijnen horizon - in 2019 ontving AquaBounty (telers van genetisch gemanipuleerde zalm) de goedkeuring van de FDA om hun faciliteit te bouwen in Indiana en importeer hun gemanipuleerde zalmeieren, die in de VS worden grootgebracht voor voedsel
Hoewel genetisch gemodificeerde organismen (GGO's) de afgelopen jaren voor veel controverse hebben gezorgd, is ag-biotech redelijk goed ingeburgerd. Volgens de laatste beschikbare briefings van de International Service for the Acquisition of Agri-biotech Aanvragen, aanplant van genetisch gemodificeerde gewassen bereikten 189,8 miljoen hectare in 2017, tegen 185,1 miljoen hectare in 2016.