NeoprospectaEl laboratorio de Neoprospecta: secuenciación de microorganismos e identificación…Neoprospecta
De acuerdo con datos de la Organización Mundial de la Salud (OMS), el 14% de los pacientes internados en todo el mundo sufre de infecciones hospitalarias. Según la Asociación Nacional de Bioseguridad (ANBio), solamente en Brasil, mueren 100 mil personas todos los años por contaminaciones adquiridas en hospitales y clínicas donde acudieron en busca de tratamiento para otras enfermedades. Una de las dificultades en el control de las infecciones es la demora en la identificación de los microorganismos dentro de los hospitales. Este problema condujo a dos doctorandos en genética y biología molecular de la Universidad Federal de Rio Grande do Sul (UFRGS) al desarrollo de una tecnología que analiza hasta 512 muestras e identifica, en cada una de ellas, decenas de miles de especies de microorganismos, en un plazo de tres a cinco días en promedio, que es un tiempo similar al que insume la detección de tan sólo una bacteria mediante el método tradicional. Los doctorandos, el farmacéutico Marcos de Oliveira Carvalho y el biólogo Luiz Felipe Valter de Oliveira, fundaron la pequeña empresa Neoprospecta, en el Sapiens Parque, en Florianópolis, estado de Santa Catarina.
La técnica antigua de detección de bacterias, que todavía es la más empleada, se vale de placas de Petri, en las cuales se cultivan las especies y se identifican una por una. El problema radica en que el cultivo de cada bacteria puede demorar hasta una semana. La tecnología de Neoprospecta asocia análisis de ADN con un algoritmo ‒instrucciones matemáticas para un software‒ que automatiza todo el proceso. “Se trata de una plataforma que abarca varias etapas, tecnologías y sistemas”, dice Carvalho, presidente del directorio de la empresa. Todo el proceso se realiza en cuatro etapas: recolección del material en varios puntos del hospital ‒u otras instituciones y empresas tales como clínicas, centros de salud, fábricas de alimentos y estaciones de tratamiento de agua‒, secuenciación del genoma, análisis de los datos y presentación de los resultados.
La colecta se realiza en puntos posiblemente contaminados, incluyendo las manos, chaquetas e instrumental de los profesionales de la institución (médicos, enfermeras, auxiliares), artefactos de uso invasivo, salas, galerías, bebederos, puertas, picaportes, camas e incluso entre los propios pacientes. “Para ello empleamos, en cada muestra, instrumentos similares a hisopos, en este caso mayores, de hasta 15 centímetros, denominados swab”, explica Carvalho. “En su extremo, éstos tiene una cápsula que contiene un líquido denominado solución de lise y una válvula de plástico, por donde esa solución entra en contacto con el material recogido”. Esa solución está compuesta por una mezcla de agua, detergente y cloruro de sodio, más conocido como sal de cocina, que se utiliza para romper la membrana celular. “Así, la rotura de las células de las bacterias se inicia en el propio swab, lo cual brinda mayor seguridad en el transporte del material, comenzando el proceso de purificación del ADN”, dice Carvalho. “Son cientos de swab los que se emplean en el análisis de un hospital. Luego de la recolección, se los coloca en cajas especiales, diseñadas por nosotros, que se envían a nuestro laboratorio, donde el ADN de los microorganismos es purificado. Hasta ese punto, el material genético de todas las especies presentes en las muestras recogidas se encuentra mezclado”.
Neoprospecta…de la especie y de la cantidad de bacterias relacionadas con el lugar de donde se tomó la muestraNeoprospecta
La etapa siguiente es la secuenciación. Pero, para eso, previamente se realiza una preparación de esa “sopa” de ADN purificado con cientos o miles de especies de bacterias. “Esa técnica de preparación fue desarrollada y perfeccionada en nuestra empresa y nos permite ampliar el multiplexado de las muestras sin pérdida de calidad”, explica Carvalho. “De este modo, analizamos múltiples muestras simultáneamente, logrando hacerlo con mayor rapidez y menor costo”. Según informa, el costo del cultivo de una bacteria es de unos 100 reales. Cada swab cuesta alrededor de 150 reales, pero puede identificar cientos y hasta miles de especies, lo cual reduce a centavos el gasto en la identificación de cada bacteria. En el análisis de los datos de la secuenciación ‒que llegan a decenas de gigabytes‒, el ADN, que todavía se encuentra mezclado, se separa por especies. De este modo, será posible identificar cuántos existen en la muestra y la cantidad de bacterias. “En esa etapa, se someten los datos a otros algoritmos, que los individualizan por especie y los catalogan”, explica Carvalho. “Todo el proceso se realiza en servidores que pertenecen a Neoprospecta, en los cuales se codifican y tratan los datos bajo un régimen de alta seguridad”.
Para identificar cada especie de microorganismo, el algoritmo compara el ADN de las bacterias secuenciadas en la muestra con el de miles de millones que integran un banco de datos de la empresa. A pesar de ese gran número catalogado, hasta un 50% de los que se identifican en un hospital se encuentra fuera del banco de datos, y muchos de ellos incluso son desconocidos por la ciencia. Cuando eso ocurre, las nuevas bacterias son etiquetadas y pasan a formar parte del mismo. El trabajo de clasificarlas lo harán otros investigadores del área de taxonomía, por ejemplo.
Inversión acelerada
La última fase es la presentación de los resultados. “Para ello, se ingresan los datos en un sistema que desarrollamos para el análisis del riesgo microbiológico y el control de calidad del ambiente hospitalario”, explica Carvalho. “Este sistema presenta una visualización de la carga microbiológica en las muestras recogidas”. En la actualidad, Neoprospecta tiene a tres hospitales como clientes, dos en São Paulo y uno en Porto Alegre, cuyos nombres él no puede revelar.
Puede que no sea mucho, pero es algo significativo para una pequeña empresa con tan sólo algo más de un año en funciones. La historia de Neoprospecta comenzó en 2010, cuando Carvalho y Valter de Oliveira obtuvieron el Premio Santander de Emprendedorismo, por el modelo de negocio de la empresa. Al año siguiente, ganaron el Premio Iberoamericano de Innovación y Emprendedorismo, organizado por la Secretaría General Iberoamericana (Segib), con sede en Madrid. Para entonces, Neoprospecta andaba despacio, porque ambos socios estaban haciendo el doctorado en la UFRGS. A finales de 2012, salieron en busca de inversores. En 2013, la empresa recibió un aporte de 500 mil reales de un inversor angelical y se trasladó desde Porto Alegre al Sapiens Parque, en Florianópolis, donde atravesó un proceso de aceleración y desarrollo de su propia tecnología. Recientemente, Neoprospecta recibió una inyección de recursos por 4 millones de reales del fondo Cventures Primus. “El dinero se está utilizando en infraestructura, en el área comercial, y en investigación y desarrollo”, relata Carvalho. “Además, también se emplearon esos recursos para la construcción de cinco laboratorios y la adquisición de instrumental”.
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