Estamos ingressando em uma era potencialmente transformadora da biologia enquanto disciplina: da ciência para a engenharia. Essa transição é marcada pela capacidade crescente de prever e manipular sistemas biológicos complexos, graças à convergência de avanços significativos em aprendizado profundo, automação laboratorial e edição de DNA via CRISPR. Esse marco foi destacado por Joshua March e Kasia Gora, autoridades na biotecnologia, em uma análise perspicaz da situação atual e futura do setor.
Historicamente, a biologia foi limitada pela sua capacidade de prever o comportamento dos sistemas biológicos, tornando a inovação um processo oneroso de tentativa e erro. Agora, essa barreira vem sendo desmantelada pelas inovações tecnológicas que facilitam a obtenção de dados biológicos e criam modelos preditivos. A precipitação nos custos de sequenciamento do DNA é exemplo eloquente dessa evolução; a sequência genômica que outrora custava bilhões de dólares agora se aproxima da casa dos $200.
O progresso em termos de acesso à sequência do genoma humano é surpreendente, mas ainda estamos distantes de uma compreensão abrangente sobre suas implicações. Após duas décadas da publicação do primeiro genoma humano, ainda enfrentamos lacunas significativas em nossa compreensão sobre a função genética e molecular e os impactos de suas mutações. Justamente pela complexidade inerente, que excede o escopo da engenharia tradicional.
O desenvolvimento de novas drogas ilustra o impacto dessa complexidade, com processos demorados e custos próximos a $2-3 bilhões por medicamento, mostrando que a incapacidade de predição tem implicações econômicas colossais. Porém, a automação laboratorial surge como uma catalisadora para a coleta acelerada de dados biológicos – essencial para alimentar modelos de IA capazes de prever estruturas proteicas e eficácia antibiótica, como evidenciado pela descoberta de MIT de novos antibióticos contra MRSA.
Finalmente, a edição de DNA proporcionada pela CRISPR tornou factível a modificação genética precisa de plantas e animais, impulsionando avanços em terapias genéticas e biomanufatura. A aprovação da primeira terapia de edição gênica baseada em CRISPR pela FDA para curar anemia falciforme e quase 100 ensaios clínicos em andamento reitera a relevância desta tecnologia.
Estamos testemunhando a transição da biologia para uma esfera de engenharia, possibilitando a predição de interações moleculares e aplicações práticas em saúde, agricultura e sustentabilidade. March e Gora nos instigam a antever uma era onde a engenharia biológica poderá redefinir nosso potencial humano e a própria biotecnologia. Resta-nos discernir os próximos passos para a construção de um modelo fundacional em biologia que integre amplos conjuntos de dados e predições com precisão nunca antes alcançada.
Fonte: Joshua March and Kasia Gora, ‘We’re entering a golden age of engineering biology‘, noahpinion. [Online]. Disponível em: https://www.noahpinion.blog/p/were-entering-a-golden-age-of-engineering.
