Ginkgo Bioworks: hacer realidad la ciencia ficción

Los camiones resuenan más allá del muelle seco. Una terminal de contenedores de envío de FedEx se alza hacia el sur, mientras que Coastal Cement Corporación ancla la calle. Dentro del edificio número 27, el CEO de Ginkgo Bioworks, Jason Kelly, y sus cuatro cofundadores, están trabajando en una visión industrial diferente, una en la que la biología es el núcleo. Este quinteto de “Frankensteins” modernos diseña, modifica y fabrica organismos para hacer que los procesos industriales existentes sean más baratos y que los nuevos que se generen sean posibles.

Son cosas embriagantes. La fertilización del maíz generalmente requiere rociar hectáreas de tierras de cultivo con un estofado de químicos desagradables. Ginkgo está trabajando en recubrimientos de bioingeniería no dañinos para el medioambiente, para las semillas de maíz que se fertilizarán a sí mismas. Hoy en día, la mayoría de los fármacos biotecnológicos son proteínas no vivas. Ginkgo está trabajando en la creación de criaturas vivientes, genéticamente programadas para buscar y destruir enfermedades (que serían ingeridas en su totalidad). La carne falsa sabe asquerosa: Ginkgo promete hacer que sepa mejor.

Y eso es sólo el comienzo. Recientemente, Ginkgo recreó el aroma de un hibisco hawaiano extinto, borrando la línea entre lo que está vivo y lo que está muerto. Kelly cree que su compañía impulsará un futuro de ciencia ficción donde los árboles crecerán naturalmente en forma de mesas, las algas marinas se convertirán en asientos de automóviles y los teléfonos inteligentes se repararán con unas gotas de azúcar. Es un largo camino por recorrer, pero casi 11 años después de fundar Ginkgo, “es un poco más fácil hablar de esto y no sonar como si estuvieras loco”, dice Kelly.

Éstos son tiempos emocionantes para compañías como Ginkgo (llamada así por un árbol de la era de los dinosaurios, que es un fósil viviente), que trabajan en el campo emergente de la biología sintética. Impulsados por los avances tecnológicos y económicos, en particular, por el desplome del costo de la secuenciación del ADN y el desarrollo de una herramienta de edición de genes de precisión, llamada Crispr, los emprendedores están ansiosos por fundar este tipo de compañías.

Hoy, más de 600 empresas trabajan en el espacio, según SynBioBeta, una firma con sede en Pleasant Hill, California, que alberga el principal conjunto de la industria y mantiene una base de datos de compañías de biología sintética. Y ese universo está creciendo a una tasa de 5% a 10% cada año, a medida que el dinero se vierte en estas empresas, incluyendo 3,800 mdd tan sólo el año pasado, según el fundador de SynBioBeta, John Cumbers. La promesa del campo no es sólo la proliferación de nuevos productos, sino también una reducción del daño ambiental que proviene de nuestra fuerte dependencia de los productos petroquímicos.

Estas nuevas empresas abarcan toda la gama de venta de moléculas de ADN, que son los componentes básicos de vida para las firmas de consumo de alto perfil. La nueva empresa de hamburguesas de origen vegetal, Beyond Meat, salió a bolsa en mayo y ahora vale casi 10,000 mdd. Su competidor de biología sintética Impossible Foods, es un unicornio respaldado por una compañía que recientemente comenzó a vender las hamburguesas Impossible Whoppers nada menos que al gigante de comida rápida, Burger King. Bolt Threads, valuada en 700 mdd, fabrica seda de araña con base biológica para uso en textiles y cuidado de la piel. En el otro extremo del espectro, Twist Bioscience, el principal vendedor de ADN sintético (que cuenta con Ginkgo como su cliente más importante), salió a bolsa el año pasado y ahora tiene una capitalización de mercado de casi 1,000 mdd.

Ginkgo es el líder en ingeniería de organismos. “Ginkgo es la definición de la categoría”, dice Cumbers, quien conoció a Kelly cuando ambos estudiaban el doctorado. Cumbers lo hizo en la Universidad de Brown, y Kelly, en el Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT). “Ellos, prácticamente, crearon toda la idea de que el organismo es un producto”.

Fundada por Kelly, el ex profesor del MIT Tom Knight, y otros tres doctores en Filosofía de esta institución (Reshma Shetty, Barry Canton y Austin Che), hoy Ginkgo ha ganado un lugar en fragancias, agricultura, alimentos, terapia y cannabiscon unas dos docenas de clientes y 50 proyectos activos de ingeniería. Ginkgo no crea ninguno de estos productos, pero, al usar el análisis de datos y la robótica para acelerar el proceso de descubrimiento y creación de nuevos organismos, Ginkgo estará en su núcleo. Los ingresos del año pasado alcanzaron unos 40 mdd, duplicando los del año anterior; y se espera que vuelvan a duplicarse este año.

La mayor apuesta de Ginkgo es un enfoque de cartera, inspirado, en parte, por la asistencia de Kelly, el año pasado, a la reunión anual de accionistas de Warren Buffett, en Berkshire Hathaway. Ahora, Ginkgo crea e invierte en compañías, incluido el especialista en proteínas alternativas Motif Ingredients, del cual Ginkgo se separó recientemente, y Joyn Bio, su empresa agrícola en sociedad con Bayer. “Así es como estamos haciendo que el negocio escale”, dice Kelly. “Es un Berkshire para biotecnología”.

Una grande e inteligente cantidad de dinero se apuesta en Ginkgo. Como exalumno de la lista de las próximas startups multimillonarias de Forbes, Ginkgo ha recaudado más de 400 mdd de los inversionistas, que incluyen las inversiones en cascada de Bill Gates, Viking Global y General Atlantic. A diciembre de 2017, fue valuada en 1,400 mdd. Más de una década después de la fundación de Ginkgo, Kelly y sus cofundadores siguen trabajando allí y han retenido participaciones en la compañía, que Forbes estima en más de 100 mdd cada una. Kelly cree que él, eventualmente, llevará Ginkgo al público, pero no tiene prisa. Después de todo, la biología sintética está en apogeo y hay mucho capital privado disponible. “La biología es programable, pero no procesa información, sino que construye cosas”, dice Kelly, quien lleva una libreta con una etiqueta en la que se lee: “Yo (dibujo de un corazón) GMOs (Organismos Modificados Genéticamente, en español)”. Y dice: “Alimentos, vivienda, materiales, electrónica… todo se verá afectado por la biología”.

Jason Kelly, de 38 años, creció en Jupiter, Florida, una pequeña ciudad de playa cerca de la isla de Júpiter, una isla barrera ultra rica, hogar del famoso golfista Tiger Woods. Jupiter era una comunidad tranquila durante la infancia de Kelly, pero, desde entonces, se ha hecho de una reputación infame, y se le señala como la ubicación del salón de masajes Orchids of Asia, donde el dueño del equipo de futbol americano New England Patriots, Robert Kraft, presuntamente solicitó servicios de prostitución. Los padres de Kelly, ambos farmacéuticos, se mudaron a Júpiter en la década de 1970 para escapar del frío del norte y porque la zona, con su población que envejecía rápidamente, estaba ofreciendo empleos.

En la escuela secundaria, Kelly estaba entusiasmado con el potencial de la ingeniería genética. “Debe haber, al menos, alguna semilla sembrada por Jurassic Park”, dice ahora, refiriéndose a la película de Steven Spielberg, que trata del uso de ADN fósil para resucitar dinosaurios. Hizo un proyecto escolar sobre Herceptin, un anticuerpo de ingeniería genética que se usa para tratar el cáncer de mama, y lo cautivó la idea de que se podía programar una célula como una computadora. Como estudiante de pregrado del MIT, Kelly pasó dos veranos en el laboratorio, intentando transferir un solo gen a la bacteria E. coli, que, a menudo, se usa para fabricar medicamentos. Fue un trabajo lento, frustrante, y él falló en eso.

Luego conoció a Drew Endy, un joven profesor y colega de Knight (cofundador de Ginkgo) en biología sintética. Kelly se sintió tan atraído por la idea de que el código digital de las celdas, con sus As, Cs, Gs y Ts (letras que identifican la conformación de los ácidos nucleicos, ADN), podía leerse y escribirse como un programa de computadora, que se unió al laboratorio de Endy cuando todavía era estudiante universitario. En 2003, comenzó un doctorado en Ingeniería Biológica en el MIT.

El resto de los estudiantes que confundaron Ginkgo llegaron al campus del MIT casi al mismo tiempo que él. Shetty, de 38 años, había estudiado caracoles venenosos, que utilizan neurotoxinas para paralizar a sus presas, cuando era una adolescente en Salt Lake City, pero se cambió a Informática para obtener su licenciatura en la Universidad de Utah. Canton, de 39 años, llegó de Irlanda después de estudiar Ingeniería Mecánica en el University College de Dublin y de desarrollar un interés en, como él dice, “dominar la complejidad de la biología a través de los conocimientos técnicos de la ingeniería”.

Che, de 39 años, creció cerca de las oficinas centrales de Apple, en Cupertino, California; aprendió a programar a los siete años y terminó una licenciatura en Ciencias de la Computación, en Stanford, antes de cambiar de dirección.

Knight, de 71 años, experto en computación, había hecho un cambio inusual a la mitad de su carrera. En la década de 1990, comenzó a preguntarse por el límite de observación de Gordon Moore, cofundador de Intel, cuya Ley de Moore dice que la cantidad de transistores en un microchip se duplica cada dos años. El problema, explica, es que las estructuras eventualmente se vuelven tan pequeñas que se está trabajando con silicio a escala atómica; y colocar los átomos en el lugar correcto, con precisión, requiere bioquímica.

En 1997, Knight estableció su propio laboratorio de microbiología en el edificio de Informática. “Algunos de mis colegas pensaron que los iba a matar”, dice Knight. Después de todo, los bioingenieros trabajan con bacterias como la E. coli, que puede causar enfermedades… e incluso la muerte. No le importaba lo que pensaran los demás. “Él no quería disculparse por programar la biología, a pesar de que todos los biólogos decían: ‘Es demasiado complicado, y todo lo que estás tratando de hacer es una tontería’”, dice Kelly.

La comunidad de biología sintética del MIT era pequeña y cercana. Shetty y Che trabajaron en el laboratorio de Knight; Kelly y Canton lo hicieron en el de Endy. Los dos laboratorios se unieron en comidas grupales, contribuyendo con la comunidad virtual (o wiki) OpenWetWare para compartir conocimientos biológicos, y con la competencia internacional de estudiantes de Máquinas de Ingeniería Genética (iGEM). Kelly y Canton compartieron una casa en la escuela durante el posgrado. Canton y Shetty estaban saliendo y luego se casaron. “Drew y Tom eran como imanes, chupando bio-nerds”, dice Kelly.

Kelly planteó la idea de comenzar una empresa después de que los cuatro terminaran sus doctorados en 2008. Todos querían que la bioingeniería fuera más rápida, barata y fácil, lo cual era importante para la industria, pero no conseguirían que se publicaran los textos de un nuevo profesor y mucho menos que los catedráticos les dieran seguimiento.

“No se necesitan descubrimientos científicos. De lo que se trata es de ingeniería de procesos”, dice Kelly, cuya tesis de posgrado fue sobre el modo de estandarizar la medición en biología.

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Con una inversión inicial de 100,000 dólares de Knight (que luego creció a 140,000), los cinco comenzaron Ginkgo. El momento fue pésimo. La crisis financiera había llevado a la economía a la recesión. Los bancos no prestaban, y los capitalistas de riesgo no invertían. E incluso si lo hicieran, Ginkgo no habría figurado entonces. “No nos parecemos a los fundadores normales de biotecnología”, dice Kelly. “Nadie arranca una empresa de biotecnología fuera de la escuela; no hacíamos tratamientos terapéuticos ni teníamos ningún producto en mente”.

En su lugar, solicitaron subvenciones para cubrir los gastos de manutención y buscaron equipo, comprándolo en una subasta, cuando otros startups fallaron. Alquilaron un casillero de almacenamiento en U-Haul, arrastrando robots de manejo de líquidos y suministros de laboratorio.

Después de algunos años de tanteo, realizaron una lluvia de ideas. En el MIT, los cinco habían trabajado en un proyecto de competencia iGEM que hacía que las bacterias apestosas de E. coli exhalaran un olor fresco a menta, insertándoles nuevo material genético. Partien¬do de eso, se rompieron en sabores y fragancias. Obtu¬vieron su primer acuerdo importante con la compañía francesa de fragancias y productos botánicos Robertet y desarrollaron un aroma de rosas con base biológica. El proyecto fue inteligente, porque es muy caro extraer los olores de las flores, pero la mayoría de las personas no asocian la biotecnología con las fragancias. El trato fue un golpe de Estado para Ginkgo. “Hubo mucho escepticismo sobre la biología sintética, que Jason tuvo que superar”, dice Bryan Johnson, fundador de OS Fund e inversionista de Ginkgo.

El sueño de fabricar cosas a partir de biología se re¬monta en el pasado. Cuando el gigante de la biotecno¬logía Amgen se fundó, hace casi 40 años, sus esfuerzos por crear un proceso para producir colorante índigo en E. coli lo llevaron a la portada de la revista Science. Otras compañías han intentado cultivar seda de araña en sus laboratorios durante décadas. A principios de los 2000, una ola de biólogos sintéticos esperaba crear combustible a partir de bacterias y levaduras, pero, al reemplazar los hidrocarburos (que es una idea favorable para el medio ambiente), la mayoría de las nuevas empresas de biocombustibles fracasaron cuando cayó el precio del petróleo.

“La idea de utilizar la biología con fines industriales ha sido un sueño durante mucho tiempo”, dice Josh Hoffman, CEO de Zymergen, con sede en Emeryville, California, el competidor más cercano de Ginkgo. “A menos que pueda hacerlo funcionar a escala, es un sueño con un atractivo maravilloso, pero es poco probable que logre causar impacto”.

En los últimos años, las grandes tendencias económicas y tecnológicas han impulsado ese sueño. El costo de la síntesis de ADN se ha desplomado a alrededor de 4 dólares por par de bases (la unidad de dos nucleobases que forman los bloques de construcción de la doble hélice del ADN), cuando Kelly y sus cofundadores eran estudiantes, a sólo 7 centavos por par (a la fecha), incluso para pedidos a granel. El desarrollo de Crispr, que per-mite la edición precisa del genoma, abrió nuevas posibilidades. Y la Inteligencia Artificial (IA) y el aprendizaje automático ayudan a los biólogos sintéticos a iterar los diseños de nuevos organismos con mayor rapidez.

En ese contexto, los empresarios fundaron empresas con diferentes enfoques. Por ejemplo, Zymergen, con seis años de experiencia, ahora cuenta con 750 empleados y una sociedad con Sumitomo Chemical, un importante proveedor de fabricantes de productos electrónicos para el consumidor. Su objetivo: colocar células vivas en los revestimientos de pantalla de la próxima generación para teléfonos celulares, para que sean a prueba de rayones. El CEO Hoffman no reveló los ingresos, pero dice que sus socios han vendido 1,000 mdd en productos hechos con los insectos de Zymergen, para fines de 2019.

En una tarde reciente, en Boston, Canton ofrece un recorrido por las fábricas de vida de Ginkgo. Dentro de Bioworks 3, un robot hace pipeteo, moviendo fragmentos de ADN suspendidos en líquido en una bandeja con ocho filas y 12 columnas a una velocidad más allá de la capacidad humana.

Después de que las células crecen en recipientes de plástico, otro robot las fotografía y utiliza esa imagen para arrancar con precisión las colonias de forma irregular de la gelatina circundante. La instalación es

tranquila, con relativamente pocas personas. En gran parte, las máquinas hacen el trabajo.

La automatización le permite a Ginkgo probar miles, o incluso decenas de miles, de diseños en cada proyecto, dice Canton, en comparación con un laboratorio tradicional, donde un científico de banco podría hacer 10. “Nos inspiramos en lo que Intel y otros hacen en la construcción de sus instalaciones de semiconductores”, dice. Este invierno, Ginkgo abrió Bioworks 4, que funcionará con células de mamíferos.

Ahora Ginkgo es el principal usuario de ADN impreso en laboratorios del mundo (Kelly estima que usa alrededor de 25% del total, o aproximadamente 50 millones de pares de bases al mes) y, recientemente, compró Gen9, un proveedor que se especializa en largas cadenas de ADN. También mantiene un “código base” masivo y creciente para rastrear y analizar lo que ha aprendido de cada proyecto. “Se puede aplicar la teoría de la fabricación a las células”, dice Kelly. “Cuanta más programación celular hagas en nuestra plataforma, más barato, más fácil y más rápidamente lo harás”.

Kelly cree que la escala le permitirá tener éxito en varias industrias no relacionadas. “Todos hacemos biología sintética, pero nosotros somos cerveceros artesanales y ellos son Budweiser”, dice John Garrett, co-CEO de Glycosyn, con quien Ginkgo se ha asociado para producir oligosacáridos, un componente saludable de la leche materna, en E. coli (una bendición para las madres que no pueden amamantar, pero también, potencialmente, un tratamiento para enfermedades como la de Crohn, que es una inflamación crónica del tracto intestinal).

El primer acuerdo importante que Kelly logró fue con Bayer, la firma de semillas más grande del mundo desde la adquisición de Monsanto. En septiembre de 2017, los dos crearon su empresa conjunta, Joyn Bio, con una inversión de 100 mdd, para desarrollar recubrimientos de semillas que permitirán a los agricultores utilizar menos fertilizantes químicos. Los microbios de la soya tienen una enzima que les permite eliminar el nitrógeno del aire, pero los microbios del maíz no lo hacen, por lo que Ginkgo toma los genes del microbio de la soya y los rediseña para que funcionen en los microbios que viven en el maíz.

Es una gran idea en su etapa inicial: en todo el mundo, los agricultores gastan más de 150,000 mdd al año en fertilizantes, que son al menos cinco años en el mercado, incluso si todo va bien. “El desafío para cualquier empresa grande es cómo conservar el realismo después de estos disparos”, dice el CEO de Joyn Bio, Mike Miille.

Tras el interés de Bayer, Ginkgo cerró otro trato con Cronos, una compañía canadiense de cannabis, que desarrolla cannabinoides raros, cultivados en el laboratorio, y que podrían ser utilizados para la supresión del apetito y para cremas antiinflamatorias. Si Ginkgo puede cumplir con las hebras de ADN, obtendrá acciones por más de 200 mdd. Con la biotecnológica Synlogic de Cambridge, Massachusetts, trabaja en tratamientos vivos basados en el intestino para combatir males hepáticos y trastornos neurológicos.

En febrero pasado, Ginkgo escindió Motif Ingredientes, que está desarrollando proteínas atractivas para los veganos, las cuales se pueden agregar a los alimentos para reemplazar productos animales como la carne y el queso, con 90 mdd en fondos de Viking y otros. Y, en mayo, adquirió la plataforma de extracción de genomas de Warp Drive Bio, una subsidiaria de Revolution Medicines y, con ello, estableció un acuerdo con el gigante farmacéutico Roche para buscar una nueva clase de antibióticos, contrato que podría valer 160 mdd, más regalías, si Ginkgo tiene éxito. Kelly cree que podría agregar fácilmente 50 o 100 asociaciones o inversiones más, sin maximizar el tiempo.

“Nadie ha resuelto el enigma a escala”, dice Endy, ahora profesor en Stanford y no afiliado a la compañía. “Jason, con su visión para los negocios, está probando un experimento con estas empresas conjuntas. Creo que es una buena manera de abordar [el problema], y espero que funcione. Pero nadie lo ha hecho antes”.

De vuelta en la sede de Ginkgo, Kelly recoge una copia del primer estudio de computación celular de Knight, escrito para la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de la Defensa (DARPA, por sus siglas en inglés) hace más de dos décadas, y lo aprueba. Deteniéndose en la página 14, en la que un gráfico muestra cero genomas secuenciados en 1995, llegando a sólo 10 en 1997, deja escapar una carcajada. “Acabamos de adquirir una base de datos de 135,000 genomas secuenciados”.

Él cree que la biología sintética se está desarrollando a un ritmo similar al de la computación en la era del mainframe (una unidad central o megacomputadora), a medida que el campo evoluciona y crea productos inimaginables. Argumenta que la biología ayudará a la gente a vivir mejor, mientras se alejan de los procesos químicos que desembocan en cambio climático y degradación ambiental. “Eventualmente”, dice, “debería ser un punto de orgullo. Deberías querer que las cosas se hagan con OGM, porque están hechas con biología”.

Fuente:

Forbes Staff. (2019, 29 agosto). Ginkgo Bioworks: hacer realidad la ciencia ficción • Forbes México. Recuperado 29 agosto, 2019, de https://www.forbes.com.mx/ginkgo-bioworks-hacer-realidad-ciencia-ficcion/