Technologia Scientian Bio opiera się na wirtualizacji receptorów węchowych owadów (iOR), wykorzystując sztuczną inteligencję do przetwarzania i interpretowania sygnałów z biosensorów w celu odtworzenia sieci neuronalnej owada i interpretacji zapachów. Według Scentian, ich czujniki są tysiąc razy bardziej czułe niż psi nos i mają dziesiątki unikalnych receptorów, które skutecznie rozpoznają miliony wirtualnych związków organicznych lub lotnych związków organicznych (LZO/VOC). Kapitał zostanie wykorzystany na rozbudowę 7-osobowego zespołu, dalszy rozwój technologii i komercjalizację pierwszych ofert branżowych (wprowadzenie na rynek spożywczy jest planowane pod koniec 2024 r.). – Nasze pierwsze rozwiązanie zajmie się pomocą dla przemysłu spożywczego, przechodząc od powolnych, subiektywnych i kosztownych metod kontroli jakości, do opartych na danych, obiektywnych, szybkich i opłacalnych narzędzi cyfrowych. Nasz drugi krok będzie miał miejsce na arenie medycznej, ponieważ będziemy kontynuować rozwój naszego nieinwazyjnego, działającego w czasie rzeczywistym urządzenia do wczesnego wykrywania chorób u ludzi przy użyciu lotnych biomarkerów – zapowiada dyrektor generalny Jonathan Good.

Firma Scentian Bio, wyodrębniona z nowozelandzkiego Instytutu Badań nad Roślinami i Żywnością, wykorzystuje opatentowaną technologię opracowaną przez założyciela i dyrektora ds. technologii dr. Andrew Králíčka do produkcji biosensorów inspirowanych receptorami węchowymi owadów. Receptory, które mogą wykrywać lotne związki organiczne w żywności, roślinach, ludzkiej skórze lub oddechu, są o wiele bardziej czułe niż receptory innych ssaków lub urządzenia do spektrometrii masowej/chromatografii gazowej (GC/MS). Do tej pory firma Scentian Bio zsyntetyzowała bibliotekę 52 owadzich receptorów węchowych i osiągnęła czułość na poziomie femtomolarnym (odpowiednika jednej kropli wody na 20 tys. basenów olimpijskich). – Spędziłem lata, przyglądając się receptorom zapachowym owadów, aby zrozumieć, w jaki sposób owady wyczuwają świat, ponieważ jest to ich podstawowy zmysł. I wpadliśmy na pomysł, aby móc wytwarzać i oczyszczać te receptory w laboratorium, przyklejać je do urządzenia czujnikowego i sprawdzać, czy możemy wyczuć coś takiego jak lotny związek organiczny (LZO/VOC). Długo zajęło opracowanie sposobu ekspresji tych białek, a następnie kolejne pięć lat sposobu umieszczenia ich w liniach komórkowych i wykazanie, że można dodać lotną substancję chemiczną do roztworu, a komórka zareaguje, ponieważ zaszła w niej ekspresja tego receptora. Następnym krokiem było opracowanie sposobu wytwarzania tych receptorów w oczyszczonej formie. Natura była niezwykle sprytna w tym, jak opracowała te receptory. Na przykład mucha wykorzystuje zaledwie 45 receptorów do wykrywania milionów różnych związków – mówi Králíček

Skąd jednak Scentian Bio wie, które receptory będą wykrywać poszczególne LZO? – Teraz znamy strukturę tych białek, możemy myśleć o tym nieco jaśniej. Scentian Bio opracował algorytm przewidywania, aby dopasować najlepsze receptory do określonych substancji zapachowych. Większość informacji [historycznie  – przyp. red.] jednak pochodzi z badań, w których umieszczono elektrody w maleńkich włoskach na czułkach owadów i przyjrzano się szybkości wypalania neuronu czuciowego pod spodem. Jeśli zaczyna mocno strzelać, wiemy, że receptor i neuron wykrywają ten związek. Receptory Scentian Bio są dołączone do platformy czujników opracowywanej obecnie do sekwencjonowania DNA. Bierzemy tę technologię i rozwijamy ją. Tworzymy membranę, która przechodzi przez otwór w stałym materiale. Po obu stronach membrany znajduje się elektroda. [...] Po dodaniu lotnych związków organicznych receptor rozpoznaje je, otwiera kanał przepuszczający jony dodatnie i wykrywana jest zmiana natężenia prądu. A gdy pojawia się więcej tego konkretnego lotnego zapachu, prąd wzrasta, dzięki czemu można również zmierzyć ilość LZO, a także jego obecność. Dane są następnie przekazywane do opartej na chmurze platformy Scentian Bio. Kluczową częścią technologii jest stojąca za nią sztuczna inteligencja. Odtwarzamy więc sieci neuronowe mózgu owada i uzyskujemy to, co nazywamy odciskiem VOC. Wyobraźmy sobie więc układ receptorów na chipie. Umieszczasz próbkę na wierzchu, pod spodem masz platformę biosensora, która wykrywa aktywność kanału jonowego, i możesz wziąć ten wydruk LZO i porównać go z biblioteką wydruków LZO. Jeśli przeprowadzasz kontrolę jakości składnika żywności, możesz powiedzieć, czy pasuje on do naszego złotego standardu  – wyjaśnia Králíček.

Do tej pory firma Scentian Bio koncentrowała się na wykrywaniu LZO w próbkach ciekłych, a obecnie opracowuje biosensory do próbek gazowych. Pierwsza aplikacja pozwoli klientom Scentian Bio z branży spożywczej odpowiedzieć na szereg pytań. Czy zakupiony przeze mnie surowiec został naruszony lub zafałszowany? Czy ta wanilia pochodzi z takiego miejsca, jak twierdzi dostawca? Czy mogę mieć pewność, że mój produkt spełnia standardy jakości, których oczekuję ja i moja firma? Czy ten produkt odpowiada pożądanemu profilowi smakowemu? W przyszłości ta technologia wykrywania zapachów może mieć znaczący potencjał w diagnostyce medycznej.  – To, co finansujemy z Fundacji Billa i Melindy Gatesów, to podjęcie pierwszych kroków w kierunku opracowania narzędzia diagnostycznego, które może być wykorzystywane w krajach rozwijających się do wykrywania chorób takich jak gruźlica na podstawie biomarkerów w oddechu. Pokazujemy, że nasze receptory mogą wykrywać te konkretne związki biomarkerowe, a następnym etapem będzie przejście do klinicznego badania pilotażowego w celu walidacji naszej tablicy receptorów i wykazania, że odcisk LZO, który odbieramy, może być skorelowany z chorobą bezpośrednio w oddechu kogoś, kto ma gruźlicę  – kończy Králíček.