Biokonvergens

Mötet mellan biologi och teknologi som förändrar framtiden för global hälsovård i grunden.

Vi lever i en postgenomisk era där data, molekylär ingenjörskonst och nya ramverk möjliggör för forskare, ingenjörer och bioteknikföretag att gå bortom det ”naturinspirerade” paradigmet. Gränserna mellan biologi, teknik, nanoteknik och IT blir allt mer suddiga. Det vi ser här är inte bara gradvis iteration. Det är en revolution, en masskonvergens av flera olika områden: Biokonvergens.

Nästa generations sjukvårdslösningar är inte bara inspirerade av naturen. De införlivar aktivt biologiska system och processer och låser upp möjligheter som var otänkbara för bara några år sedan. Men vad är detta paradigmskifte? Vad är biokonvergens egentligen? Och vad betyder det för framtidens sjukvård?

En sammanslagning av flera fält

Bakgrund

Genom större delen av den modern medicinska historien har teknik och biologi haft ett komplext förhållande. Tidigt betonade man likheterna mellan människokroppen och komplexa mekaniska system medan andra anammade mer holistiska perspektiv.

Merparten av de viktigaste medicinska innovationerna de senaste tvåhundra åren har mer eller mindre förlitat sig på att teknik och biologi fungerat hand i hand. Upptäckten av penicillin var mer eller mindre en slumpmässig lyckoträff av biologin tack vare lite mögel på en fönsterbräda men själva tillverkningen av antibiotika och mänsklighetens kamp mot smittsamma sjukdomar var möjlig på grund av 1900-talets tekniska innovationer.

På senare tid har IT kommit att spela en allt större roll inom det medicinska området. Den mänskliga arvsmassan kartlades för första gången 2004 och forskare fastslog då att kroppen var så mycket mer än en maskin. De invecklade biologiska system som vi består av är resultatet fyra miljarder år av evolution. Fyra miljarder av iteration, förbättring och förfining i en skala som vi går bortom vår förståelse.

Och det är inte bara vi, hela världen består av biologiska system som överträffar den bästa av ingenjörskonst så som spindelsilke med mångdubbel draghållfasthet jämfört med stål, strålningsbeständiga växtnanofilament och djurögon med större upplösningsförmåga än de flesta kameror.

Men vad betyder detta för sjukvården?

Forskare insåg att biologi inte bara var en källa till utmaningar utan att den förenad med tekniken erbjöd den riktiga lösningar. Molekylära ingenjörer, medicinska forskare och biologer gick samman och ett nytt paradigm föddes: biokonvergens.

Vad är biokonvergens?

Biokonvergens är ett segment inom sjukvård och forskning som betonar synergin mellan teknik/teknik och datoriserade system. Biokonvergens bygger på förståelsen att biologi och teknik inte är så svåra att förena som de verkar.

Biokonvergens är inte begränsad till ett särskilt stadie i bioteknikkedjan utan snarare är det ett tillvägagångssätt som kan tillämpas från början till slut. Många nya områden inom bioteknik som t.ex. omics, bioprinting, biomimik och diagnostik har sina rötter i biokonvergens. När allt kommer omkring är biologi egentligen bara ingenjörskonst som har förfinats under miljarder år.

Hur biokonvergens möjliggör personaliserad vård

Under det senaste århundradet har vi gjort enorma framsteg för att ta itu med infektionssjukdomar som smittkoppor, influensa, polio och nu senast covid-19. Under de senaste 30 åren har även framsteg inom HIV/AIDS räddat miljontals människor med retrovirala behandlingar som tillåter människor att leva ett helt liv.

Men trots massiva investeringar och forskningsansträngningar har mindre framsteg gjorts för att ta itu med kroniska sjukdomar som cancer, hjärtsjukdomar och kronisk organsvikt. Vad som ligger bakom denna diskrepans är de individuella faktorerna. Varför? Människor med kroniska åkommor delar sällan erfarenheter. Orsakerna och samsjukligheter skiljer sig ofta åt och tillgången till vård varierar på grund av ekonomiska förutsättningar och inte minst utbud av konventionella behandlingsregimer.

Konventionella behandlingar som kemoterapi har räddat otaliga liv under de senaste decennierna och iterativa förbättringar har möjliggjort successivt bättre resultat. Men trots detta kan vi göra mer.

Biokonvergens har enorm potential att skräddarsy cancerbehandlingar genom omics-baserad tumörprofilering, miniatyriserad läkemedelsleverans och vävnadsersättning.

Omics-baserad profilering hjälper läkare att identifiera mutationer och markörer i en tumör vilket gör det enklare för dem att begränsa behandlingsalternativ. Miniatyriserad läkemedelstillförsel levererar medicin till de cancerdrabbade områdena utan att skada den omgivande vävnaden. Och när tumören tagits bort möjliggör biokonvergens så att vävnaden kan ersättas.

Trots att biokonvergens som tendens har funnits med oss ett bra tag har höga kostnader och handläggningstider begränsat framgången för biokonvergensbaserade behandlingar, tills nyligen.

Nästa generations DNA-sekvensering sänker nu kostnaden och handläggningstiden för biokonvergensbaserade behandlingsmetoder. Sekvensering hjälper läkare att identifiera underliggande genetiska riskfaktorer. Det gör det också möjligt för forskare att snabbt identifiera olika typer av cancer och patogener.

Påskyndad utveckling av covid-19 vacciner tack vare snabb genomsekvensering

Biokonvergens som industri

Biokonvergens är ett stort steg framåt för allierade industrier som bioteknik, biovetenskap och till och med robotik. Den omvandlar infrastrukturen för den forskning och utveckling som ansvarar för många av det här decenniets sjukvårdsinnovationer.

På branschnivå löser biokonvergens ett grundläggande problem som varje bioteknikföretag står inför: Att överbrygga gapet mellan molekylär ingenjörskonst och biologi.

Detta har en reell inverkan på upphandling och budgetfördelning. Ingenjörer som driver och felsöker laboratorieteknik har helt andra förväntningar och behov jämfört med forskarteam. På BICO har vi gjort biokonvergens till en prioritet för att överbrygga denna klyfta, vilket möjliggör flexibilitet och större effektivitet.

Genom att ta in både ingenjörers och forskares perspektiv har vi kunnat implementera branschledande funktioner i våra produkter. Ett exempel är vår BIO X 3D bioprinter som konstruerats för att lösa de problem som tidigare begränsade den tidigare generationens bioskrivare. Bland annat har fler skrivhuvuden adderats samt högre upplösning och mer finkornig temperaturkontroll möjliggjorts.

Slutsats

Vi har ägnat större delen av vår historia åt att imitera naturen, från arkitektur och musikinstrument till medicinska behandlingar. I dagens datadrivna värld finns nya möjligheter. Varför imitera när du kan integrera?

Biokonvergens är framtiden för global sjukvård. En framtid som lovar personaliserad behandling, botemedel mot sjukdomar och hopp om bättre, mer tillgänglig vård över hela världen. Genom att integrera biologisk forskning med ingenjörsexpertis och se dessa som två sidor av samma mynt driver vi på BICO Life science-industrin framåt och hjälper till att skapa framtidens livräddande behandlingar.