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El sistema genómico de alto rendimiento Biomark X9 ofrece soluciones rentables, de alto rendimiento y automatizadas para flujos de trabajo de PCR y secuenciación de próxima generación (NGS) en laboratorios de acuicultura, ya sea en granjas o en instituciones de investigación
Desarrollado por Standard BioTools (anteriormente conocido como Fluidigm), el Biomark X9 tiene el potencial de mejorar significativamente el nivel de bioseguridad en piscifactorías y camarones de todas las escalas - ofreciendo una alerta temprana de cualquier amenaza sanitaria inminente, así como un diagnóstico rápido de cualquier patógeno presente en el agua o en los propios animales.
Según Phillip Kilgas, director de producto del sistema, aunque el X9 se desarrolló para el sector de la salud humana, la empresa considera que la acuicultura es una de las vías más prometedoras en las que diversificarse, debido a la variedad de especies cultivadas, la variedad de patógenos a los que están expuestas y la naturaleza abierta (relativamente no biosegura) de muchos sistemas de acuicultura.
"El Biomark X9 se adapta mejor a la acuicultura que a otros sectores ganaderos, como el vacuno o el avícola, ya que nuestra tecnología se adapta mejor
"Biomark X9 es más adecuado para la acuicultura que para otros sectores ganaderos, como el vacuno o el avícola, ya que nuestra tecnología se adapta mejor: el vacuno y el avícola sólo tienen que tratar con unos pocos patógenos y unas pocas muestras a la vez, por lo que un enfoque de PCR más tradicional se adapta bien a ellos. Por otro lado, la acuicultura implica un gran número de animales en cada granja, y una amplia gama de enfermedades, lo que hace que se adapte bien a nuestra tecnología", explica.
Según Kilgas, el Biomark X9 combina una serie de funciones que antes requerían numerosos dispositivos para lograrse.
"Nuestro equipo de I+D ideó una forma de consolidarlas en un solo instrumento y poner diferentes aplicaciones en una única plataforma. Por ejemplo, el Biomark X9 puede realizar PCR en tiempo real y preparación de bibliotecas NGS en un solo sistema: es el primer instrumento del mercado capaz de manejar estas dos aplicaciones, lo que permitirá a investigadores y acuicultores acceder al creciente número de aplicaciones genómicas que pueden realizarse en el sector de la acuicultura", señala
El Biomark X9 se lanzó a finales de 2022, inicialmente con un enfoque en PCR, con capacidades NGS añadidas más recientemente.
"Ya hemos tenido mucho éxito en el sector de la salud pública, en el tratamiento de nuevas enfermedades y brotes", señala Kilgas. "Y creo que lo mismo ocurrirá con la acuicultura, debido a la variedad de patógenos que afectan al sector"
El último modelo es mucho más portátil e incluso se ha instalado en buques de investigación. © Standard BioTools
Notablemente, a pesar del aumento de funciones, las máquinas son cada vez más portátiles.
"Estamos consolidando el diseño para que sea una plataforma de sobremesa mucho más pequeña", explica Kilgas
"Estamos consolidando el diseño para que sea una plataforma de sobremesa mucho más pequeña", explica Kilgas
Y aunque las máquinas están diseñadas principalmente para su uso en laboratorios en tierra firme, también se han probado con éxito en condiciones de ensayo más exigentes.
"Un cliente ha instalado una máquina de este tipo en su laboratorio
"Un cliente ha instalado una en un barco, donde se ha utilizado para supervisar las capturas de salmón en Alaska durante la temporada de pesca, para ayudar a comprender sus patrones de migración. Sin embargo, es un caso de uso único y tuvimos que hacer una obra de ingeniería muy específica, que no es necesariamente escalable", revela Kilgas.
A pesar de la complejidad de la máquina, su funcionamiento es sencillo, según Kilgas
"Es prácticamente plug-and-play. El funcionamiento de Biomark X9 es similar al de la PCR convencional, pero como utilizamos volúmenes de nanolitros y combinamos varios ensayos en una sola placa, resulta mucho más rápido y sencillo realizar varios experimentos de una sola vez"
Y cree que tiene muchas ventajas sobre otros dispositivos de análisis más consolidados.
"Es una mejora desde varios puntos de vista
"Supone una mejora desde varios puntos de vista: se puede realizar una detección simultánea, lo que significa que se pueden analizar varias muestras para detectar varios patógenos al mismo tiempo. También reducimos el uso de plásticos en 100 veces: se necesita una sola de nuestras placas, mientras que en las pruebas de PCR convencionales se necesitarían 100 placas. Eso también equivale a menos tiempo y menos mano de obra necesarios para realizar las pruebas", afirma Kilgas.
Otra ventaja clave es la flexibilidad de la máquina
"Por lo general, la gente se fija en los objetivos que intenta detectar. Pero si hay un brote repentino de un nuevo patógeno, sólo tienen que añadir un ensayo a nuestra tecnología para detectarlo", observa.
Clientes objetivo
En términos de ventas, Kilgas considera que los principales mercados objetivo son los organismos gubernamentales, los laboratorios privados y los institutos académicos, sobre todo en Europa y Asia, pero considera que el alcance se ampliará con el tiempo, gracias en parte a la impresionante reducción del tamaño de la máquina, que la hace mucho más portátil y adaptable.
"Aunque, por supuesto, la tecnología de Kilgas no es una novedad en el sector de la biología molecular, sí lo es en el de la biología molecular
"Aunque, por supuesto, la adquisición de la máquina conlleva una inversión de capital, el bajo precio por punto de datos (debido a la miniaturización del ensayo) y la reducción del tiempo necesario para obtener los resultados hacen que nuestra tecnología pueda aplicarse en multitud de laboratorios, desde granjas hasta organizaciones de investigación por contrato o pesquerías", explica
En la acuicultura se han realizado hasta ahora estudios sobre la relación entre la expresión génica y el crecimiento, el estrés y el bienestar del bagre de canal, estudios sobre la relación entre la expresión génica y el impacto del virus del síndrome de la mancha blanca (WSSV) en el camarón vannamei, y estudios sobre la relación entre la expresión génica y la respuesta inmunitaria, el bienestar y la epidemiología del salmón atlántico (los enlaces se abren en un documento PDF).
La acuicultura se ha beneficiado hasta ahora de los resultados de estudios sobre la relación entre la expresión génica y el crecimiento, el estrés y el bienestar del bagre de canal (los enlaces se abren en un documento PDF)
El Centro Escocés de Investigación en Inmunología de Peces de la Universidad de Aberdeen es uno de los primeros en adoptar este sistema en la acuicultura © Standard Biotools
Entre los usuarios del sistema se encuentra el profesor Sam Martin, director del Centro Escocés de Investigación en Inmunología de Peces de la Universidad de Aberdeen, que ha quedado impresionado por la velocidad y la capacidad del sistema.
Según explica: "Nos permite hacer PCR en tiempo real en 96 genes - potencialmente de 96 animales diferentes - al mismo tiempo. La ventaja es que somos capaces de aumentar realmente el número de individuos y réplicas diferentes que estamos analizando, con un buen número de marcadores que sabemos que nos dirán el estado de salud de los peces.
"Hemos tenido la oportunidad de analizar el estado de salud de los peces en tiempo real
"Hemos llevado a cabo varios proyectos para examinar las bases moleculares de la enfermedad compleja de las branquias y la AGD. Anteriormente, nuestro trabajo utilizaba la secuenciación profunda, una forma de secuenciación de ARN muy costosa y que requiere mucho tiempo, y que cuesta alrededor de 150 libras por pez.
Secuenciación profunda
"Hemos vinculado nuestro análisis de las branquias del salmón atlántico con nuestro trabajo histopatológico para hallar un conjunto de genes indicadores de la salud de los peces. Ahora podremos tomar peces de una piscifactoría y comunicar a los piscicultores el estado de salud de esos peces utilizando todo un repertorio de biomarcadores que ya hemos caracterizado como indicativos del estado de salud de los peces". Otro nuevo proyecto consiste en examinar las firmas antivirales para ayudar a comprender la protección tras la vacunación
"En lugar de realizar una costosa secuenciación de ARN en cinco peces o de tomar muchos peces y analizar sólo uno o dos genes, podemos tomar muchos peces y analizar muchos genes al mismo tiempo: podemos realizar PCR en tiempo real para varios meses en un día."
Mientras tanto, tanto los investigadores como los científicos de la Universidad de Cambridge están trabajando en el desarrollo de nuevos biomarcadores para la salud de los peces
Mientras tanto, tanto el Departamento de Pesca de Canadá como Alaska Fish and Game lo han utilizado para trabajar en poblaciones de peces salvajes.
Desarrollos futuros
Mirando hacia el futuro, Kilgas cree que, a medida que Biomark X9 se desarrolle, también lo harán las formas en que puede utilizarse.
"A medida que los agricultores comprendan mejor la tecnología y los patógenos locales, podrán pasar de un estado reactivo a uno proactivo. Dado que podemos adaptar fácilmente nuestros ensayos a cualquier tipo de experimento, si tienen un indicio de que puede haber un patógeno, podemos añadir el ensayo correspondiente por un coste adicional muy bajo, para que los agricultores puedan realizar pruebas rutinarias", explica
También cree que el X9 podría ayudar a mejorar la sostenibilidad del sector de la acuicultura, y añade que la máquina podría ser más sensible, para permitir la detección de patógenos a un nivel más alto.
"Esta tecnología es para los acuicultores de todo el mundo
"Esta tecnología está dirigida a todos los acuicultores interesados en la gestión de enfermedades, la estrategia de alimentación y el bienestar general de los animales, y que deseen mejorar estos aspectos utilizando nuevas herramientas genómicas de alto rendimiento y fáciles de usar. Estamos deseando hablar con los clientes sobre sus necesidades y puntos débiles para poder seguir desarrollando la tecnología", reflexiona Kilgas.
Para más información, visite el sitio web de Kilgas
Para saber más...
Puede obtener más información sobre cómo Biomark X9 puede resolver una serie de problemas de acuicultura aquí o enviar un correo electrónico a education.team@standardbio.com
