Biotehnoloģijas – atbilde uz nākotnes izaicinājumiem?

Pirms vairākām desmitgadēm šūna tika tikai alegoriski dēvēta par bioloģisku rūpnīcu un 20. gadsimtā biotehnoloģiska ražošana galvenokārt tika izmantota farmācijā un pārtikas rūpniecībā, tikai dažu produktu veidu ražošanai, bet patlaban biotehnoloģiski ražoti produkti ir sastopami ikdienā un visdažādākajās nozarēs. Kas tad ir biotehnoloģija?

Tā ir nozare, kur produktu ražošanai tiek izmantotas dzīvas sistēmas – organismi, audi, šūnas. Zīdītāju šūnas un audi, baktērijas, raugi, aļģes jau pašreiz plaši tiek izmantotas visdažādākajos ražošanas procesos. Biotehnoloģisku produktu piemēri? To ir daudz, sākot no alus un vīna, kas izsenis ražots pat neizprotot raugu izmantošanas biotehnoloģisko jēgu, līdz iespējai katram ražotājam izmantot unikālus šī mikroorganisma celmus sev vēlamo dzērienu īpašību iegūšanai. Beidzot ar specifiskiem proteīniem, piemēram insulīnu, asins recēšanas faktoriem, ar kuru palīdzību pacientiem, kas agrāk nebija ārstējami, tagad iespējams nodrošināt terapiju un augstu dzīves kvalitāti.

Pirms spējām saražot cilvēkam raksturīgo insulīnu baktērijās un raugos, kas pirmo reizi notika 1978. gadā (pirms tam bija dažādi mēģinājumi izolēt insulīnu, piemēram, no govju aizkuņģa dziedzeriem), diabēts šā vārda mūsdienu izpratnē faktiski neeksistēja, jo daudzi pacienti mira, nespējot saņemt šo ogļhidrātu maiņas regulācijai tik ļoti nepieciešamo aizkuņģa dziedzera ražoto hormonu.

Pašreiz, ņemot vērā ģenētiskā koda unikalitāti, mums ir iespēja iedot instrukcijas DNS secības formātā mikroorganismiem un šūnām, lai tās saražo plašu spektru mums nepieciešamu proteīnu. Turklāt to lietojumi vairs neaprobežojas ar farmāciju un medicīnu.

Nu jau ir nostiprinājusies pārliecība, ka 21. gadsimtā visvairāk inovāciju būs saistītas tieši ar biotehnoloģiju un tā saukto sintētisko bioloģiju – jauniem ražošanas paņēmieniem, jauniem produktiem. To apliecina arī globāli pieaugošā riska investoru fondu interese un investīcijas dažādos uzņēmumos, kas nodarbojas ar inovatīvu biotehnoloģisku produktu ražošanu.

Bioloģija var būt atbilde uz lielākajiem 21. gadsimta izaicinājumiem, tostarp kā tuvākajā laikā pabarot vairāk kā deviņus miljardus cilvēku, kā droši un efektīvi uzglabāt datu apjomu, ko esam uzkrājuši, kā cīnīties pret klimata pārmaiņām, gaisa un augsnes piesārņojumu. Domājot par pielietojamo bioloģiju, nu jau vairs pirmais, kas nāk prātā, nav medikamenti, šodien, runājot par bioloģiskiem produktiem, mēs minam bioreaktoros audzētu mākslīgo gaļu hamburgeriem, augu izcelsmes izejvielas, kuru iegūšanai nav nepieciešams audzēt hektāriem augu, baktērijas, kas kā biosensori sajūt un noārda vides piesārņojumu, biotehnoloģiski ražotus biomateriālus, mikroorganismu izcelsmes videi draudzīgas krāsas un biotehnoloģiski ražotus audumus, kas vairs nav tikai pētījumu objekts zinātniskās laboratorijās, bet ir jau redzēti jaunākajās kolekcijās Ņujorkas un Parīzes modes nedēļās.

Bioloģija, kā redzams, ienāk jomās, kur līdz šim ar to nesaskārāmies. Biotehnologu ikdienas uzdevums mazās un efektīvās šūnu fabrikas pareizi saprogrammēt un novadīt šos efektīvos ražošanas procesus.

Biotehnoloģiska ražošana ne vienmēr nozīmē arī ģenētisko modifikāciju, par kuru daļā sabiedrības eksistē neviennozīmīgs viedoklis, jo arī nepārprogrammētas, bet izolētas un specifiskā barotnē un fizikālajos apstākļos pavairotas augu vai dzīvnieku šūnas un arī baktērijas jau var būt par vērtīgo bioloģisko aktīvo vielu ieguves avotu.

Kādēļ interese par biotehnoloģijām un arī to praktiskais lietojums arvien pieaug? Vispirms biotehnoloģiskas ražošanas ir pierādījušas savu efektivitāti – vairākos gadījumos biotehnoloģiski ražot kādu produktu ir izdevīgāk, salīdzinot ar tradicionālām ražošanas metodēm, pietiekami daudz ir piemēru arī produktiem, kur biotehnoloģiska ražošana ir vienīgais veids kāda materiāla vai vielas iegūšanai nepieciešamajos apjomos – spilgts piemērs ir jau minētais insulīns un revolūcija diabēta ārstēšanā, ko sniedza tā ražošana baktērijās. Un visbeidzot, un īpaši svarīgi – biotehnologiskas ražošanas metodes ir ilgtspējīgas. Biotehnoloģiski ražojot, tiek mazāk un efektīvāk izmantoti resursi, vairumā gadījumu šīs ražošanas metodes ļauj izvairīties no videi nedraudzīgu ķimikāliju izmantošanas.

Kā jebkurā jomā, kas piedzīvo strauju attīstību, biotehnoloģiju nozarē vērojams specifisku kompetenču trūkums. Tas saistāms gan ar to, ka izglītības sistēma dažādos līmeņos nav spējusi pielāgoties šīm tendencēm, gan ar arvien specifiskāku zināšanu un prasmju nepieciešamību. Jāuzsver, ka biotehnoloģiju jomā īpaši būtiska ir starpdisciplinaritāte – piemēram, zināšanu informācijas tehnoloģijās un inženierzinātnēs kombinācija ar bioķīmijas un šūnu bioloģijas izpratni.

Pieprasīti un trūkstoši ir gan speciālisti ar kompetencēm dažādās nozarēs, gan tādi, kas konkrēti specializējušies specifisku biotehnoloģisku ražošanas procesu īstenošanā. Veiksmīgai biotehnoloģisku produktu radīšanai bieži nepieciešams atrast balansu starp domāšanu zinātnisku projektu rāmī un biznesa attīstības un ekonomisko domāšanu.

Bez zinātniskām kompetencēm, šobrīd, lai izietu globālā tirgū, Latvijā trūkst specifisku biotehnoloģijas nozarei atbilstošu biznesa attīstības un komercializēšanas kompetenču. Paskaidrojot plašāk, tas nozīmē – jo mazākai cilvēku kopai ir izpratne par biotehnoloģijas pieaugošo lomu mūsu dzīvē, jo grūtāk šādu ideju attīstībai piesaistīt finansējumu.

Pozitīva tendence ir universitāšu sekošana inovācijām un jaunu specifiski biotehnoloģijas tirgus pieprasījumam atbilstošu studiju programmu ieviešana. Veiksmīgs piemērs ir jaunā Latvijas Universitātes (LU) un Rīgas Tehniskās universitātes (RTU) kopīgā akadēmiskā bakalaura programma “Biotehnoloģija un bioinženierija”, kas guvusi arī vērā ņemamu interesi no studējošo vidus. Jau pašreiz skatoties uz aktuālo ikdienā – pandēmija, klimata izmaiņas, pieaugošs planētas iedzīvotāju skaits -, kļūst skaidrs, ka biotehnoloģiju loma ekonomikā un mūsu ikdienā tikai pieaugs, nodrošinot arī pieprasījumu pēc izglītotiem cilvēkresursiem - biotehnologiem, inženieriem, bioinformātiķiem, šūnu biologiem, molekulārbiologiem, mikrobiologiem un tamlīdzīgiem profesionāļiem. Turklāt šādu speciālistu darbs ir interesants un dinamisks. Patlaban, kad biotehnoloģiju nozare piedzīvo strauju izaugsmi un redzami jaunie tās lietojumi, jauniešiem, studējot biotehnoloģiju un dabaszinātnes, ir iespēja būt aktīviem jaunās nozares un, varētu teikt, pat laikmeta veidotājiem, ne tikai algotiem darbiniekiem.

Nozaru attīstībai, īpaši tādās stadijās, kā šobrīd ir biotehnoloģija, ļoti būtiska ir spēcīga savas kopienas (community, network) veidošana. Šādām kopienām apvienojot dažādu specializāciju cilvēkus un organizācijas, notiek efektīva viedokļu apmaiņa, iespējams efektīvi kooperēties, apvienojot dažādas kompetences.

Kopienu loma redzama citās nozarēs (piemēram, IT), biotehnoloģijā jau pašreiz iezīmējas to nozīme noteiktu reģionu izrāvienā (Bostona, Sanfrancisko, ASV; piem., Berlīne, Amsterdama, Kopenhāgena, Londona Eiropā). Svarīgs rīks nozares attīstībai ir kvalitatīvu pasākumu, kā izstāžu, konferenču un arī investoru pulcēšanās pasākumu pieejamība. Baltijas mērogā vērtīgs un augstas raudzes pasākums ir “Life Sciences Baltics”, kas katru otro gadu notiek Viļņā un šogad no 20. līdz 24. septembrim būs apmeklējama tiešsaistē.

Jau trīs reizes, gan pārstāvot Latvijas Universitāti, gan Alternative Plants, esam “Life Sciences Baltics” piedalījušies, tostarp tradicionālajā “pitch battle” finālā jeb jaunuzņēmumu un to ideju prezentācijas pasākumā, kurā 2018. gadā ieguvām 2. vietu. Tas noteikti bijis ieguvums, kas veidojis mūsu ceļu uz attīstību, – vērtīga informācijas apmaiņa, jaunas idejas, sadarbības partneri un klienti, ko ārpus konferences aizsniegt būtu sarežģītāk.

“Life Sciences Baltics” apvieno konferenci un izstādi, kas ļauj vienlaikus satikt gan viedokļu līderus no vadošām pasaules un reģiona pētniecības institūcijām, gūt ieskatu vispārējās nozares tendencēs, gan arī iepazīties ar specifisku produktu un risinājumu ražotājiem izstādes sadaļā. Tā ir iespēja arī parādīt sevi un caur atpazīstamību iegūt jaunus partnerus un klientus gan tepat Baltijā, gan arī daudz plašākā mērogā. Noteikti varam teikt, ka “Life Sciences Baltics” ir viens no kvalitatīvākajiem un lielākajiem šāda veida pasākumiem Baltijā, un prieks, ka tas radījis vilkmi un tiek veidoti arī citi lielāki un mazāki biotehnoloģiju jomas pasākumi šeit uz vietas.

***

Autori:

“Alternative Plants” līdzdibinātāja un

Latvijas Universitātes Bioloģijas fakultātes pētniece

Anna Ramata Stunda

“Alternative Plants” līdzdibinātājs un

Latvijas Universitātes Bioloģijas fakultātes pētnieks

Mārtiņš Borodušķis