CRISPR utover menneskelig helse: Den nye investeringsfronten for genredigering

CRISPR utover menneskelig helse

Det kan sies mye om den fantastiske evnen CRISPR-genredigering har for menneskelig helse. Dette er noe vi har diskutert i tidligere artikler:

Sammenligninger av ledende selskaper innen genredigering:

• Genredigering: CRISPR Therapeutics vs. Beam Therapeutics
• CRISPR Therapeutics vs Editas Medicine

Sammenligning av ledende produsenter av genomiske verktøy:

Illumina vs Pacific Bioscience: Velge neste generasjons genomsekvenseringsselskap

Imidlertid er det ingen teknisk grunn til at genredigering skal begrenses til mennesker. CRISPR blir allerede brukt i nye anvendelser som syntetisk biologi og blir til og med vurdert for algebiodrivstoff. Likevel er det største markedet utenfor menneskelig medisin bare i startfasen: genredigering for landbruk og matproduksjon.

Genetikk og jordbruk

Genetisk modifisering i landbruket får mange til å tenke på genmodifiserte organismer, GMO. Aksept og regler varierer mellom regioner. EU hadde i 2023 strenge godkjenningskrav og nasjonale dyrkingsbegrensninger, men ikke et generelt forbud mot alle GMO: enkelte produkter kunne for eksempel importeres som mat eller fôr.

Dette er et ganske begrenset perspektiv på sammenhengen mellom genetikk og jordbruk. Faktisk var selv de tidligste forsøkene på jordbruk sterkt avhengige av å modifisere ville varianter og gjøre dem til «domestiserte» raser. Og dette gjaldt både planter og dyr.

Den første metoden var selektiv planteforedling og dyreavl. Bønder kunne ikke gjøre ønskede endringer direkte i DNA, men kunne ta vare på og spre gunstige naturlige varianter. Ved kryssing valgte de deretter mer robuste, produktive eller friske plantesorter og husdyr.

Mutasjonsforedling begynte å utvikle seg i 1920-årene. Stråling eller mutagene kjemikalier skaper flere tilfeldige DNA-endringer, og foredlere velger deretter ønskede egenskaper. Metoden har gitt mange plantesorter, men det er ikke dokumentert at den står bak det store flertallet av maten. Den juridiske klassifiseringen varierer: EU unntar enkelte eldre mutagenesemetoder med lang sikkerhetshistorikk fra GMO-direktivets plikter.

Deretter, på 1980-tallet, startet transgenisk avl, med fremmede gener som ble satt inn i planter og noen ganger dyr. Dette er det folk kjenner som GMOer. I stedet for tilfeldig mutasjon var prosessen mye mer målrettet. Likevel var noen detaljer ikke kontrollert, som plasseringen av det innsatte genet.

Tidlige anvendelser på 2000-tallet la grunnlaget for målrettet genomredigering. Den gir nye muligheter for planteforedling ved å gjøre bestemte DNA-endringer.

Kilde: Innovative Genomics

Genredigering av planter og dyr

Genmodifiserte planter er bare én kjent anvendelse. I medisinen produseres for eksempel antitrombin, et protein som hemmer blodkoagulering, i melk fra genmodifiserte geiter og insulin i modifiserte bakterier. Produksjon av terapeutiske proteiner mot blant annet kreft og multippel sklerose i hønseegg er også undersøkt.

Enkelte land behandler visse former for genomredigering annerledes enn transgen teknologi. Det biologiske skillet er at en plante med bare endringer i sitt eget DNA ikke nødvendigvis er transgen, mens DNA fra en annen art kan gjøre den transgen. Dette avgjør ikke automatisk juridisk GMO-status. I EU var planter fra nye mutagenesemetoder i prinsippet underlagt GMO-reglene i 2023, også uten tilført fremmed DNA.

Enklere regler for bestemte genomendringer kunne gi kommersielle muligheter, men vilkårene varierte mellom land og produkter. Genredigerte planter eller dyr fikk ikke automatisk adgang til EU-markedet i 2023. Eventuelle regelendringer kunne derfor få betydning.

Potensialet for CRISPR-genredigering i feltet er enormt. Det finnes så mange mulige anvendelser at selv å liste dem tar mye plass:

Dyr

• Redusere sårbarheter: sykdommer i laks, griser, okser, kyllinger osv.
• Høyere produksjon: mer muskelmasse, raskere vekst og lavere dødelighet. Originalteksten nevner 40 % dødelighet hos oppdrettslaks som eksempel, men resultatet varierer med art, oppdrettssystem og forhold.

Planter

• Øke motstand mot miljøforhold: salinitet, tørke, ekstrem varme, flom, vind, kulde & frost.
• Forbedre produktivitet: forbedre fotosyntese, fremskynde modning av korn og frukt, mer biomasse for biodrivstoff, kompost osv.
• Motstand mot skadedyr og sykdommer: bakterier, virus, sopp, insekter.
• Forbedre kommersielle egenskaper: hindre sopp og frukt i å bli brune, øke holdbarhet og næringsverdi, frøfrie frukter, endre farge/utseende/smak osv.

Ny bruk av jordbruk

• Mulige anvendelser av planter eller dyr som «biofabrikker»:
• Menneskelig medisin: antistoffer, medisinske behandlinger osv…
• Forskning på dyreorganer egnet for transplantasjon til mennesker.
• Biodrivstoff.
• Krydder, duft, fargestoffer.
• Ikke‑allergeniske varianter.

For et dypere dykk inn i mulighetene og utfordringene med landbruks‑CRISPR-genredigering, kan du konsultere denne siden fra Innovative Genomics Institute.

Et utvalg av selskaper som bruker CRISPR i landbruket

Mange selskaper utnytter aktivt CRISPR for landbruk, og mange har allerede produkter som snart skal nå markedene, ventende på regulatorenes godkjenning.

En Nature-artikkel som teksten viste til, beskrev en sterkt redusert amerikansk regelbyrde for visse genomredigerte planter og lignende tilnærminger i Brasil, Argentina og Australia. Dette var ikke et generelt fritak for all genredigering. Enkelte planter kunne være unntatt fra datidens USDA-regler, mens andre krav til blant annet mattrygghet og plantevernmidler fortsatt gjaldt. Reglene for planter gjaldt ikke automatisk husdyr. EU hadde et annet regelverk i 2023.

1. AquaBounty

Selv om de teknisk sett ikke er et genredigeringsselskap, har AquaBounty vært pioner innen GMO-laks i 30 år.

AQB Prisdiagram

AquAdvantage-laks ble godkjent av FDA i 2015, noe som gjorde AquaBounty relevant i denne historiske bransjeoversikten. Teknologien bygger på eldre transgene metoder. FDA fant at laksen under de vurderte produksjonsvilkårene var like trygg og næringsrik som konvensjonell oppdrettslaks av arten atlantisk laks, og bekreftet den raskere veksten.

2. Bayer

Bayer er etter oppkjøpet av Monsanto et av de store globale bioteknologi- og frøselskapene. Det er en viktig aktør innen genmodifiserte frø og utvikler også CRISPR-anvendelser for blant annet mais, soya og hvete. En del av arbeidet gjøres i samarbeid med Ginkgo Bioworks (DNA), et stort selskap innen syntetisk biologi. Samarbeidet omfatter biologiske alternativer til kjemisk gjødsel ved hjelp av modifiserte mikroorganismer.

3. Ginkgo Bioworks

Ginkgo utvikler anvendelser med modifiserte mikroorganismer. Samarbeidet med Cronos omfattet blant annet cannabinoider produsert ved fermentering med spesielt utviklede gjærstammer, som alternativ til utvinning fra cannabisplanter.

DNA Prisdiagram

Det er sannsynlig at over tid kan «dyrking» av et stort spekter av produkter som cannabis, tobakk eller til og med kaffe bli en biotek‑virksomhet mer enn bare planteproduksjon. De utvikler også løsninger for dyre- og avlingshelse.

4. Corteva Agriscience

Corteva, verdsatt til rundt 41 milliarder dollar i artikkelens markedsbilde, utviklet nye planteegenskaper med CRISPR-teknologi.

CTVA Prisdiagram

Corteva samarbeider med internasjonale forskningsinstitusjoner. Det inngikk også en lisensavtale som ga den franske frøprodusenten Vilmorin & Cie tilgang til CRISPR-patenter fra Corteva og Broad Institute.

5. Benson Hill

CRISPR-innovasjon forbindes ofte med medisinsk bioteknologi og offentlige institutter, men også landbruksselskaper bidrar til grunnforskning. Benson Hill samarbeidet med Helmholtz-forskere og Utah State University om Cas12a2. Enzymet kan bryte ned DNA etter RNA-gjenkjenning og åpner muligheter utenfor klassisk målrettet genredigering. «CRISPR 3.0» er ikke en allment fastsatt vitenskapelig generasjonsinndeling.

Benson Hill fokuserte i denne beskrivelsen på soyabønner, med virksomhet også knyttet til erter og akvakultur. De daværende planene tok sikte på positiv justert EBITDA og fri kontantstrøm i 2025. Dette var en prognose, ikke et allerede oppnådd resultat.

6. Calyxt og Cibus

Den beskrevne plantecelleteknologien var utviklet av Calyxt. Plant Cell Matrix og BioFactory brukte modifiserte planteceller til produksjon i bioreaktorer. Calyxt kunngjorde i januar 2023 en planlagt fusjon med Cibus, fullført i mai samme år. Cibus fokuserte først og fremst på utvikling og lisensiering av planteegenskaper. Bioreaktorbeskrivelsen må derfor tilskrives Calyxt.

CBUS Prisdiagram

Calyxt undersøkte systemene for produksjon av molekyler til kosmetikk, mat og legemidler. Cellekulturene utnyttet egenskaper ved plantevev. Selskapets mål var å produsere ulike forbindelser og redusere kostnadene.

7. ToolGen (199800.KQ)

Selskapet bruker en CRISPR‑Cas9‑plattform for genredigering. Den brukes for menneskelig helse, for å forbedre dyre‑ og planteegenskaper, og for å produsere høyverdige forbindelser i dyre‑ og plantecellelinjer. Dets forskningspipeline innen landbruk inkluderer blant annet soyabønner med en sunnere fettsyreprofil, herbicidresistens, tørketoleranse og skadedyrresistens.

8. Ikke-børsnoterte selskaper

Ikke alle selskaper som bruker CRISPR for å forbedre landbruket er børsnoterte. Blant private selskaper, oppstartsbedrifter og potensielle konkurrenter til de nevnte selskapene, kan vi fremheve Pairwise, Hudson River Biotechnology, PlantEdit eller Inari.