Están sucediendo tantas cosas en el campo de la síntesis de ADN en estos días que puede ser difícil mantenerse al día. Hace apenas unas semanas, la startup de biología sintética Molecular Assemblies anunció que enviaría pedidos de ADN hechos con tecnología de síntesis totalmente enzimática y Ansa Bio sintetizó la pieza de ADN continua más larga. Estas y otras empresas están compitiendo para proporcionar ADN más barato, más largo y más limpio, el elemento vital de la bioeconomía. Pero a pesar de todo el progreso, todavía hay un problema importante que es imposible de eludir: el modelo de síntesis de ADN centralizado crea un cuello de botella inherente en lo que respecta a la velocidad y la facilidad de acceso.
Como jugador experimentado en la industria de la biología sintética y ex usuario intensivo de ADN, Thomas Ybert, director ejecutivo y cofundador de DNA Script, conoce muy bien las frustraciones de tener que esperar a que le envíen el ADN. Me encontré con Thomas antes de la conferencia SynBioBeta en mayo, donde DNA Script presentará su último instrumento. Su consejo para los recién llegados a este campo es que no dejen que otra persona controle su acceso al ADN: “Hay cosas que puedes controlar y otras que no. Pero la parte más crítica de su negocio es lo que debe estar bajo su control”, está convencido Ybert.
¿Y qué mejor manera de empoderar al usuario final que permitirle crear su propio ADN bajo demanda? La idea de una impresora de ADN de escritorio que pueda tener directamente en su laboratorio ha fascinado a los investigadores durante un tiempo. Ahora, sus sueños finalmente se están haciendo realidad, ya que compañías como DNA Script, Kilobaser y Telesis Bio han presentado sus versiones de sintetizadores portátiles de ADN, ARN y genes. De cara al futuro, Ybert cree que las impresoras de ADN se volverán tan omnipresentes como lo son hoy en día las máquinas PCR o los secuenciadores:
“A nadie se le ocurriría externalizar la PCR, que es básicamente la fotocopiadora de la biología. Del mismo modo, nadie debería pensar en subcontratar la impresión de ADN”.
De los Campos Elíseos a Silicon Valley y todos los laboratorios
Fundada en 2014 en París, DNA Script ha acumulado desde entonces cerca de 500 millones de dólares en financiación y ha ampliado sus operaciones al sur de San Francisco para enfrentarse a los mercados de biología sintética con sede en EE. UU.
DNA Script está interrumpiendo la síntesis de ADN en más de una forma. La empresa es el fabricante.
La tecnología de síntesis enzimática de ADN es una parte integral e innovadora de la plataforma SYNTAX. Su jugador clave es una enzima enigmática llamada desoxinucleotidil transferasa terminal, o TdT para abreviar. Durante años, los científicos lo han buscado por su potencial para revolucionar la forma en que hacemos el ADN y la gente de DNA Script fue una de las primeras en finalmente desbloquear esta capacidad:
“Trabajamos en estrecha colaboración con el equipo dirigido por Marc Delarue en el CNRS de París que descubrió la estructura tridimensional de la enzima TdT”, recuerda Ybert. La tecnología de síntesis enzimática, desarrollada en colaboración con los científicos del Centro Nacional Francés de Investigación Científica (CNRS), resultó ser un componente crucial de la plataforma de escritorio de la empresa, ya que hace que la síntesis de ADN sea mucho más predecible:
“La tecnología de síntesis de ADN [química] es poderosa, pero es muy difícil obtener buenos resultados a menos que sea un químico orgánico completamente capacitado y experimentado”, dice Ybert. El objetivo de DNA Script es eliminar las conjeturas de la ecuación y hacer que la síntesis de ADN sea tan fácil y accesible como lo es hoy la PCR: "Si usted es un biólogo que trabaja, por ejemplo, en Moderna desarrollando una vacuna de ARNm, no le importa cómo hacer reaccionar la molécula de fosforamidita con una cadena de ADN en crecimiento: todo lo que le importa es hacer su investigación y probar tantos candidatos de ARNm como sea posible”.
Esta es la razón por la que la plataforma SYNTAX no requiere ninguna formación adicional y se instala en menos de 15 minutos. Una vez que los clientes tienen la impresora y los kits de ADN de DNA Script, eligen las secuencias de ADN que desean, las cargan en el sistema y luego presionan ejecutar. Unas horas más tarde, dependiendo de la longitud de la secuencia, el ADN está listo para usarse.
Impresión de vacunas para detener enfermedades emergentes o amenazas biológicas creadas por el hombre
Tener acceso al ADN cuando lo necesita no solo es fundamental para el negocio, sino que también es esencial para una respuesta exitosa y rápida a las amenazas emergentes. En 2021, en el punto álgido de la pandemia, DNA Script se asoció con Moderna para desarrollar vacunas y terapias bajo demanda. Con $5 millones de DARPA, las empresas trabajaron para desarrollar una plataforma móvil de fabricación de vacunas, como una pequeña fábrica que se puede implementar en cualquier lugar y programar en el lugar para producir rápidamente vacunas y tratamientos para combatir los virus emergentes.
Sin embargo, una tecnología tan poderosa también podría presentar una amenaza en sí misma, con la posibilidad de uso indebido. Afortunadamente, el sistema SYNTAX tiene mecanismos incorporados para evitar que los posibles malhechores impriman algo que podría ser dañino: “Lo que estamos haciendo es súper impactante y súper poderoso. Y claramente, debería estar regulado”, piensa Ybert. DNA Script prioriza la bioseguridad, con personal dedicado que trabaja para implementar mecanismos que eviten su uso indebido. “Para nosotros, los tres pilares principales son: filtrar al cliente, filtrar secuencias y, por supuesto, nuestros sistemas cerrados”.
Con un sistema cerrado como SYNTAX, es mucho más fácil controlar cómo se usa la plataforma y qué se sintetiza en ella que los sistemas actuales que usan química de fosforamidita: “Esta es una actualización muy necesaria en comparación con lo que existe hoy. Nadie está realmente mirando quién está usando los sintetizadores de oligo [fosforamidita]”.
Hacer que escribir ADN sea tan simple como escribir código
Por esta y muchas otras razones, Ybert cree que la química tradicional de la fosforamidita está a punto de desaparecer pronto: “Este tipo de química es muy difícil de poner en práctica, mientras que la síntesis de ADN enzimático ofrece algunos de los mejores rendimientos y es muy accesible. Esta es la razón por la que creamos esta empresa: creemos que el acceso al ADN debería ser como escribir código en una computadora, súper rápido, para permitir una iteración rápida y fomentar la innovación”.
La velocidad y la accesibilidad tienen implicaciones masivas para aplicaciones como el almacenamiento de datos de ADN y muchas otras. Pero a medida que el ADN se vuelve cada vez más como una mercancía, también debemos pensar en la huella ambiental de su producción. Y la tecnología enzimática es muy superior a este respecto:
“ En última instancia, cuando pides ADN a través de un sitio web, no te importa si está hecho enzimáticamente. Lo único que le importa es el tiempo de entrega, el precio y la calidad del producto. Y por eso queríamos cambiar eso proporcionando un control total, un tiempo de respuesta súper rápido y una forma limpia de hacer ADN”, dice Ybert. "Con SYNTAX, no es necesario tener ninguna habilidad o experiencia para obtener los mejores resultados de síntesis de ADN, lo cual es un gran diferenciador".
Una vez resueltos los problemas de velocidad, accesibilidad y sostenibilidad, los científicos pueden concentrarse en encontrar el fármaco candidato perfecto para las enfermedades o la próxima innovación revolucionaria en biología.
Gracias a Katia Tarasava por investigar e informar adicionalmente sobre este artículo. Soy el fundador de SynBioBeta y algunas de las empresas sobre las que escribo, como DNA Script, Molecular Assemblies, Ansa Biotechnologies y Telesis Bio, son patrocinadores de la conferencia SynBioBeta y el resumen semanal .
