Axomics, además de mejorar los protocolos de secuenciación, emplea técnicas para optimizar los procesos computacionales y analizar de forma rápida los datos arrojados por el secuenciador.
• Esta solución innovadora es el resultado de un proceso de investigación por parte de biólogos de EAFIT, quienes optimizaron el secuenciador portátil MinION de Oxford Nanopore Technologies (ONT) de tercera generación para obtener secuencias de ADN de forma económica y en tan solo 27 horas.
• La caracterización de genomas se presenta como un aliado fundamental para diversas problemáticas, abarcando sectores tan variados como la agricultura, la ganadería, la industria alimentaria y la medicina, especialmente en el tratamiento de enfermedades infecciosas.
En el mundo existen 8.3 millones de especies de animales y plantas, 102 millones de especies de hongos y 1.4 billones de especies de bacterias. Lo más interesante de estas cifras es que solo se conoce menos del 1 % de la diversidad de esas especies, además, no existen dos seres vivos idénticos en el planeta. Incluso en los seres humanos, que comparten cerca del 99.9% de su información genética, hay un pequeño margen de alteraciones que los hace únicos.
La capacidad de identificar estas diferencias proviene de la secuenciación de ácidos nucleicos (ADN y ARN) que almacenan información genética de células y virus. Axomics, spin-off que nació en EAFIT, reconoce el inmenso potencial de estos datos para diversas industrias. Por esta razón, un equipo de biólogos ha dedicado años de investigación a la integración de tecnologías de secuenciación genética de tercera generación y herramientas de las ciencias de la computación, con el objetivo de ofrecer un servicio masivo y rentable para la secuenciación de ADN de macro y microorganismos, principalmente hongos, bacterias y animales.
“La tecnología con la que estamos trabajando —secuenciador portátil MinION de ONT— es la más reciente y nos permite acceder fácilmente a secuencias de ADN. Este dispositivo portátil es más pequeño que un celular y se puede llevar a cualquier parte. Así, podemos identificar especies y responder preguntas de la biodiversidad, porque antes teníamos que enviar las secuencias por fuera del país y esperar mucho tiempo", explica Juan Fernando Díaz Nieto, profesor de la Escuela de Ciencias Aplicadas e Ingeniería de EAFIT y líder de esta spin-off.
La disponibilidad de esta solución innovadora en el país reduce los costos y facilita su acceso. Anteriormente, obtener secuencias podía llevar hasta más de tres semanas, mientras que con la optimización desarrollada se logra en tan solo 27 horas. Esto permite que la información esté disponible y que el análisis de datos de alta calidad sea económicamente viable y rápido, beneficiando tanto la investigación como la industria.
Axomics recibió apoyo del Área Transferencia de Tecnología y Conocimiento de EAFIT para su presentación en un encuentro con posibles clientes. Gracias a eso estableció contacto con organizaciones de diferentes sectores, con las que ha establecido un diálogo productivo para poner a disposición su conocimiento y habilidades técnicas.
Melissa Londoño Ávila, jefa de esa Área, comparte que en este momento con la spin-off están optimizando el proceso de producción y análisis, para así seguir fortaleciendo su conexión con la industria. “Lo que nosotros hacemos es vincularlos con las realidades del mercado, explorar nuevas formas de volver el conocimiento una idea de negocio. Lograr que la investigación salga del laboratorio implica un proceso de escalamiento o alistamiento tecnológico, lo que requiere inversiones a largo plazo", afirma.
En el Centro de Secuenciación Axomics participan los grupos de investigación en Ciencias biológicas y bioprocesos (Cibiop), y en Biodiversidad, evolución y conservación (BEC) de EAFIT. Los investigadores que desarrollan optimizaciones y servicios dentro de Axomics, y que hacen parte de estos grupos, son Javier Correa Álvarez, doctor en Genética y Biología; Nicolás Pinel Peláez, doctor en Microbiología; Diego Fernando Villanueva Mejía, doctor en Biotecnología; y Juan Fernando Díaz Nieto, doctor en Ecología, Evolución y Comportamiento.
Asimismo, estudiantes de pregrado y posgrado de EAFIT se han vinculado a Axomics, este es el caso de Sara Velásquez Restrepo, estudiante de la maestría en Biociencias de EAFIT, que, con el acompañamiento del profesor Juan Fernando, tiene la intención de llevar a cabo investigaciones de laboratorio que contribuyan al desarrollo de la spin-off, específicamente en el ámbito de la biología molecular. “La biología y las ciencias naturales constituyen un campo muy amplio, con muchas posibilidades laborales. Me parece muy importante que se le pueda ayudar a un estudiante en su formación laboral y académica, ya que ambas cosas son supremamente importantes para la vida profesional", dice.
¿Para qué sirve conocer el ADN de un ser vivo?
El profesor Juan Fernando Díaz resalta las múltiples aplicaciones que tiene conocer el ADN de una especie en diversos sectores. Uno de los mayores aportes tiene que ver con la investigación en Colombia, en donde hace falta caracterizar los recursos genéticos que tiene el país, lo que impactaría en el manejo de los ecosistemas y la explotación de los recursos biológicos.
En el caso de la agricultura, es posible reconocer insectos plaga que estén afectando un cultivo, con el fin de abordar de manera efectiva la enfermedad. Esto es crucial, ya que en ocasiones la causa de las afecciones en las plantas puede confundirse, lo que podría llevar a la aplicación incorrecta de productos.
En biología forense es viable determinar con exactitud el momento de la defunción de un cadáver a partir de la secuenciación del ADN de las larvas de las moscas que visitan el cuerpo. En el contexto de la salud humana, se pueden identificar bacterias patógenas y, además, es factible realizar un diagnóstico preciso del antibiótico que se debe emplearse. Asimismo, puede aplicarse para la caracterización genómica de virus y el análisis de comunidades microbianas.
En lo que respecta a crímenes ambientales, se puede detectar cuando un establecimiento está vendiendo animales protegidos por la ley, transformados en otros productos, todo gracias al análisis de las bacterias.