Hoy en día, los emprendedores están en todas partes, incluso en la ciencia. Los ingenieros y científicos suelen aplicar su investigación a un producto o servicio y utilizarlo para lanzar una startup. El mundo de la biofabricación (fabricación de productos utilizando células y organismos vivos) es un terreno fértil para el espíritu empresarial. Los biomateriales son un componente importante de la producción farmacéutica y de vacunas y también se utilizan en industrias que van desde el embalaje y los textiles hasta la agricultura y la producción de alimentos.
La seda de araña, apreciada durante mucho tiempo por su fuerza y resistencia, se ha convertido en un furor en el mundo de la fabricación orgánica a medida que las empresas buscan formas de aumentar de forma económica la producción de la seda, que puede usarse en todo, desde equipo táctico hasta costura y textiles. Sin embargo, un extenso estudio realizado por un equipo de estudiantes de todo el país, incluido Gita Gessus de la Universidad de California en San Diego, muestra que la industria de la seda de araña enfrenta muchos desafíos. El artículo, cuyos autores eran todos estudiantes, fue publicado ACS Biomateriales e Ingeniería.
El equipo, que trabajó en conjunto a pesar de no haberse conocido nunca en persona, se formó originalmente a través de una organización sin fines de lucro llamada Nucleate, una organización global que busca hacer que la educación en biotecnología sea accesible para todos proporcionando programación, eventos y recursos de acceso abierto. Varios miembros estaban interesados en investigar las tendencias de innovación en biotecnología y la producción de seda de araña despertó su interés.
“Nuestro enfoque, que combina literatura académica, patentes, datos de mercado y recursos de expertos, nos permite pintar una imagen de datos basada en datos y alejada del ciclo de exageración que ha visto la industria”, dijo el primer autor Gessus, quien se graduó el pasado año. primavera. en Física con un Doctorado
Revisar la literatura académica implicó revisar cientos de artículos en microbiología, genética y ciencia de materiales para encontrar información relevante que pudiera sintetizarse en estudios de casos. Asimismo, revisaron los datos del mercado para ver cómo les ha ido a las nuevas empresas en este espacio a lo largo de los años.
Pensando en el empresario, el equipo también examinó las patentes, que contienen una gran cantidad de información científica. Sorprendentemente, encontraron más de 2.400 patentes relacionadas con la producción de seda de araña.
El equipo también se acercó a expertos en el campo, que no sólo eran científicos, sino también expertos de la industria: aquellos que habían trabajado en organizaciones y nuevas empresas grandes y bien establecidas, así como capitalistas de riesgo que habían invertido en estas empresas.
“Cuando comenzamos esta investigación, había mucho entusiasmo acerca de cómo la producción de seda de araña iba a ser el próximo gran avance”, dijo Anthony Bui, coautor del estudio que recientemente obtuvo un doctorado en Cornell. Universidad. en microbiología. “Sin embargo, al hablar con diferentes personas integradas en este espacio, obtuvimos una visión mucho más sombría”.
Girando en la escala
El mayor desafío en la producción de seda de araña es cómo producirla a escala; resulta que las arañas son muy territoriales y caníbales, lo que hace que las grandes granjas de arañas sean problemáticas (y aterradoras).
Para combatir esto, los científicos han recurrido a la modificación genética de otros organismos para que porten genes productores de seda, un proceso llamado expresión heteróloga. Algunos científicos incluso han insertado el gen de la seda de araña en cabras que producen seda en su leche. Otros consideran que la alfalfa, los gusanos de seda, la levadura e incluso las bacterias son productores potenciales, aunque la seda puede ser tóxica para sus huéspedes. La reducción de esta toxicidad sigue siendo un área de investigación activa.
Uno de los objetivos del estudio era resaltar las ventajas y desventajas de los organismos huéspedes potenciales, encontrando el punto óptimo entre calidad y costo. Con el tiempo, otras industrias podrían seguir su ejemplo.
“Así como el mundo farmacéutico ha pasado masivamente a utilizar organismos unicelulares que pueden cultivarse en laboratorios y grandes biorreactores, muchos han convergido en el uso de microbios y bacterias para producir seda de araña”, dice Gessus.
Si bien puede resultar desalentador al principio, el equipo dice que descubrir estos desafíos subraya el propósito de su estudio de caso: resaltar todos los espacios en blanco donde la investigación académica puede contribuir a resolver algunos de los problemas pendientes que enfrenta la industria.
La última parte del documento analiza las posibles aplicaciones y compensaciones a considerar al ingresar a un mercado en particular. El mercado más evidente es el de la moda, donde la seda procedente de gusanos de seda ya se utiliza ampliamente; Sin embargo, es notoriamente difícil para nuevos textiles entrar en una industria donde el poliéster, el plástico y otros materiales pueden producirse a tan bajo costo. Incluso en la moda de lujo, donde la seda es un elemento básico, la seda de araña es mucho más cara de producir en esta etapa.
Una iniciativa potencial es utilizar seda de araña en materiales de alto rendimiento donde la durabilidad y el peso ligero es una prioridad: desde chalecos antibalas hasta paneles de automóviles. La seda de araña también puede llegar a la botella de champú o loción corporal, proporcionando ese atractivo brillo y suavidad.
Trabajar en este estudio de caso ha sido revelador, aunque el equipo no está completamente disuadido de trabajar en el espacio de fabricación orgánica en el futuro.
“Estaba muy emocionado, pero después de conocer todos los desafíos, diría que ahora me siento un poco más conservador”, dijo Bui. “Todavía optimista, pero más cauteloso”.
“Siento lo mismo”, coincide Jesús. “Lo que he aprendido es que es importante considerar el potencial de escalabilidad de cualquier producto antes de embarcarse en una empresa de este tipo. Nuestro estudio proporciona un modelo para los tipos de conocimientos que pueden informar tanto los programas de investigación académica como las decisiones empresariales. Con suerte, esto será posible. el próximo lanzamiento revolucionario de una startup. ¡Un recurso útil para cualquiera que sea lo suficientemente valiente como para hacerlo!”
Lista completa de autores: Gita Jesus y Gabriel Manzanarez (ambos UC San Diego), Lauren Blake (Tufts University), Anthony Bui (Cornell University) y Yelim Wu (Boston University).