Hemos actualizado nuestro Política de privacidad para aclarar cómo usamos sus datos personales.

Usamos cookies para brindarle una mejor experiencia. Puede leer nuestro Política de cookies aquí.

Publicidad
Perspectiva de la industria

La necesidad de eficiencia en el flujo de trabajo de limpieza de ADN

Perspectiva de la industria

La necesidad de eficiencia en el flujo de trabajo de limpieza de ADN

Crédito: Pixabay

La ingeniería genética ha avanzado enormemente en las últimas décadas, beneficiando a numerosos campos, que van desde la biotecnología industrial a la medicina. Sin embargo, el desarrollo de técnicas de laboratorio asociadas a menudo no ha ido a la par con este ritmo, dejando muchos métodos obsoletos y con necesidad de reforma..

Redes tecnológicas
hablé con Brittany Niccum, gerente de productos comerciales de Beckman Coulter Life Sciences, para conocer las limitaciones de la limpieza de ADN basada en columnas, una técnica clave utilizada en la ingeniería genética, y explorar opciones alternativas y modernizadas. En esta entrevista, Brittany también compartesus pensamientos sobre las mayores tendencias y avances en el espacio de la ingeniería genética y cómo imagina que será la tecnología futura.

Anna MacDonald AM: Desde su perspectiva como alguien en ingeniería genética, ¿cuáles han sido algunos de los principales avances en el campo durante los últimos 20 años?

Brittany Niccum BN :
Han sucedido muchas cosas en las últimas dos décadas. Cuando yo entraba en el campo, una gran área era la producción de biocombustibles. Roté en el laboratorio donde trabajamos en la ingeniería de bacterias para producir hidrógeno. El problema es que los aceites naturales todavía eran bastantebarato, y fabricar estos organismos no lo es, por lo que la tendencia se desvaneció un poco. Pero lo que resultó de ello fue la ingeniería de organismos para producir compuestos que tienen una gran demanda y que también tienen un método natural difícil: por ejemplo, el tratamiento de la malaria La artemisinina, que solía extraerse de la corteza del ajenjo. Ahora podemos diseñar microorganismos para producir la sustancia química y no tenemos que depender de extraerla de la corteza. Por lo tanto, ha sido realmente importante alejarse de los productos químicos que tienen un precio más alto o que son demasiado dañinos para el medio ambiente.

La ingeniería genética tiene muchas aplicaciones en la ciencia y en la medicina.
Jennifer Doudna ganó el Premio Nobel el año pasado por desarrollar CRISPR / Cas9 herramienta que realmente ha sido la base de la ingeniería genética en los últimos años. Los investigadores la han aplicado a estados de enfermedad y trastornos genéticos, incluida la anemia de células falciformes, la ceguera, el cáncer e incluso el COVID-19.

Lo curioso es que a pesar de todos estos avances, en muchos casos, todavía estamos usando técnicas de laboratorio que se descubrieron en la década de 1940. Incluso métodos más nuevos, como Gibson y Golden Gate, han existido desde principios de la década de 2000 y no hant cambió mucho. Por lo tanto, existe una desconexión entre lo que podemos hacer conceptualmente y las técnicas de laboratorio que todavía estamos usando para respaldarlo.

AM :
¿Cuáles son algunos ejemplos de técnicas o tecnologías de laboratorio obsoletas que no se han mantenido al día con el progreso?

BN:
Obviamente, algunas cosas se han actualizado, como las técnicas de secuenciación, la citometría de flujo, la ultracentrifugación y lo que podemos hacer con el análisis por computadora en el laboratorio. Pero algunas técnicas básicas no han cambiado. Siempre tuve mentores mayores en la escuela, así que aprendí las técnicasque habían usado 30 y 40 años antes una mentora recordó que en sus días en la escuela tenía una pipeta en una mano y un cigarrillo en la otra, ¡así que era un momento diferente!. Algunas cosas habían cambiado para el momentoEstaba en la escuela de posgrado, por supuesto, como si las pipetas y las placas de Petri fueran de plástico en lugar de vidrio, y las placas de Petri venían con el medio. Pero de muchas maneras, si estuvieras en un laboratorio hace 20 o 30 años y regresaras hoy,no notarías la diferencia.

Una técnica que no ha cambiado mucho es la limpieza de ADN en columna o basada en sílice, que se utiliza para la purificación de ADN y plásmidos, y se desarrolló por primera vez en la década de 1980. El paso de limpieza es esencial para casi cualquier biología molecular, ingeniería genética,y flujo de trabajo de biología sintética.
Las limpiezas de columnas han estado en el mercado desde 1991 y realmente no han cambiado desde entonces. Es curioso, no hemos usado disquetes desde 1991, entonces, ¿por qué muchos de nosotros seguimos usando este método antiguo?

AM :
¿Las técnicas obsoletas son un problema mayor para los técnicos de laboratorio o para el flujo de trabajo en sí?

BN :
Para una limpieza de PCR normal, el número máximo de muestras que puede hacer es 24 o 36 porque eso es todo lo que cabe en su centrífuga. Lleva tiempo: debe agregar líquidos, llevarlo a la centrífuga que generalmente esal final del banco y casi siempre es un equipo compartido, ponga las muestras adentro, gírelo por un minuto, sáquelo, tírelo y luego repita. Casi siempre son unos 30 minutos, más o menos. No es que sea difícilo complicado, es muy complicado y puede ser abrumador; realmente tienes que seguir con él. Hay más de 300 puntos de contacto para 24 muestras. Y soy bastante torpe, así que he dejado caer muestras, lo cual no es bueno sies muy valioso. También es común omitir una muestra al perder la cuenta, o duplicarla al agregar tampones de lavado u olvidarse de la elución.

Muchos técnicos realizan la limpieza varias veces al día; para los flujos de trabajo de biología sintética, tiene cuatro o cinco pasos de limpieza. Eso significa que dedica al menos dos horas que podrían usarse para otra cosa. Cuando mi empresa, Beckman Coulter LifeCiencias, hicimos una encuesta entre los científicos del personal y otras personas que trabajan en laboratorios, descubrimos que después de transferir muestras de un pozo a otro, la limpieza de PCR quedó en segundo lugar para las tareas que no le gustaban en el laboratorio. Nosotros también
descubrió que más del 46% de los encuestados realizan entre 1 y 24 limpiezas de preparación de ADN o plásmidos y más del 12% hace más de 97 limpiezas por semana. Eso es mucho tiempo dedicado a las limpiezas y puede resultar doloroso físicamente. Mi mayor lesión en la mano con pipeta fue durante mi posdoctorado, cuando estaba en el laboratorio de 8 am a 3 am de la mañana siguiente. Mi mano estaba básicamente inútil al día siguiente.

AM :
¿Cuál es la alternativa a la limpieza de columnas?

BN :
Ahora hay instrumentos que están modernizando la limpieza del ADN y la purificación de plásmidos y convirtiéndolo en un proceso semiautomatizado, como el sistema EMnetik, que desarrolló Beckman Coulter Life Sciences. Tiene aproximadamente el tamaño de una tostadora. Los kits de reactivos están compuestos por untecnología de perlas magnéticas, SuperSPRI, que es altamente reactiva a los campos magnéticos. Esto, combinado con un mezclador magnético, permite la limpieza semiautomática del ADN de perlas magnéticas. El kit de purificación de plásmidos utiliza la misma tecnología para purificar plásmidos de cultivos bacterianos.

El sistema EMnetik reduce los puntos de contacto de 300 a menos de 50 y permite que la limpieza se realice en menos de 16 minutos. También es muy fácil de usar: la interfaz de usuario le dice exactamente qué hacer y cuándo hacerlo.podría ser realmente útil para los estudiantes que no tienen mucha experiencia. Dependiendo de cuántas limpiezas hagas, podrías cortar un día de tu experimento.
Y si está en la industria, fabricando construcciones o productos para biología sintética, podría ponerlo un día por delante de las empresas de la competencia.

AM :
¿Cuáles son algunas otras tendencias en el espacio y cómo será la tecnología futura?

BN :
En las décadas de 1980 y 1990, la gente podía secuenciar un gen, pero el proceso era tan laborioso que una secuencia sería su tesis doctoral completa. Para mi propia tesis, secuenció los genomas de 500 cepas de E. coli , y pude hacerlo en cinco años. Entonces, si bien es difícil imaginar de lo que seremos capaces en 10 o 20 años, diría que las cosas seguirán esta trayectoria y se volverán aún más automatizadas y simplificadas.

¡En ingeniería genética, puede que nunca sea una situación en la que agregue un ingrediente y se vaya para siempre! Y eso probablemente sea bueno, ya que el componente de capital humano es realmente esencial. Pero instrumentos como el Sistema EMnetik y los métodos futuros sí significan usartiempo mejor y de manera más eficiente. Liberan tiempo para aplicarlos de diferentes maneras, como resolver problemas, en lugar de hacer el trabajo monótono en el banco. Recuerdo que en la escuela de posgrado planificaba mi día en torno a la limpieza. Así que mientras instrumentos como el sistema EMnetikpodría no haberme ayudado a terminar mi doctorado más rápido, tal vez sería una cosa menos de la que preocuparme y tener que planificar mis días. Y definitivamente una lesión menos en la mano de la pipeta.

Brittany Niccum estaba hablando con Anna MacDonald, escritora científica de Technology Networks.

Conozca al autor
Anna MacDonald
Escritor científico
Publicidad