Applied Biosystems entra en la nueva era de la investigación de las ciencias biológicas con el lanzamiento de la plataforma de secuenciación de ADN de siguiente generación

SAN DIEGO, Calif.--(BUSINESS WIRE)--Applied Biosystems (NYSE:ABI), una empresa de Applera Corporation, en la actualidad ha proclamado el comienzo de una nueva era en la investigación de las ciencias biológicas al anunciar la disponibilidad comercial internacional del sistema SOLiD™, la plataforma de secuenciación del ADN de la siguiente generación sumamente esperado de la empresa.

El sistema SOLiD ya está permitiendo nuevas maneras de realizar aplicaciones de análisis genético, que puede establecer nuevas pautas sobre cómo los científicos pueden enfocar los retos complejos asociados con la comprensión de las bases biológicas de la salud y la enfermedad. La empresa hizo el anuncio hoy en la 57ª reunión anual de la Sociedad Americana de Genética Humana.

Esta nueva era de la investigación de las ciencias biológicas requiere tecnologías que puedan ayudar a los científicos a identificar de manera rentable cómo la variación genética y los patrones de la expresión de los genes contribuye a la enfermedad, y cómo los genotipos individuales tienen un impacto sobre cómo las personas pueden responder a los diversos tratamientos. El sistema SOLiD se distingue por una producción sin parangón, escalabilidad, precisión y flexibilidad de la aplicación que establece nuevas expectativas de descubrimiento para los investigadores que se esfuerzan por realizar una amplia gama de aplicaciones.

La empresa comenzó un programa de acceso precoz para el sistema SOLiD en junio de este año. Desde entonces, la plataforma ha mejorado la producción 4 veces e incrementado las longitudes de lectura en 40%. El sistema actual es capaz de suministrar hasta 4 billones de bases de datos de secuencia por ejecución, estableciéndolo como la plataforma de secuenciación de la siguiente generación de máxima producción disponible hoy en día. La precisión de los datos, otra medida de rendimiento crítica, permanece en el máximo nivel de precisión entre los sistemas de siguiente generación. La máxima producción y la alta precisión de los datos tienen como consecuencia un menor coste para los proyectos de secuenciación. Como parte del programa de acceso precoz, Applied Biosystems trabajó estrechamente con clientes y colaboradores para ampliar la variedad de aplicaciones soportadas en la actualidad por el sistema.

“En la nueva era de las ciencias biológicas de la siguiente generación, las tecnologías de secuenciación de alta producción con la flexibilidad de la aplicación permitirá a los investigadores utilizar un sistema único para llevar a cabo asociaciones significativas entre las variaciones en los tipos y cantidades de secuencias de ADN y enfermedad", dijo Shaf Yousaf, presidente del departamento de sistemas biológicos celulares y moleculares de Applied Biosystems". "Los nuevos enfoques del estudio de la variación genética afectará profundamente los programas de desarrollo farmacéutico a medida que los investigadores estudien cómo están vinculados los genotipos individuales al modo de responder las personas a los tratamientos de la enfermedad”.

Prácticamente todas las enfermedades humanas tienen bases genéticas. Actualmente, los investigadores que estudian enfermedades complejas como el cáncer, la diabetes y enfermedades cardiacas se basan en las secuencias de ADN humano de referencia a partir de proyectos de secuenciación de ADN a gran escala para relacionar a grandes rasgos las variaciones genéticas con estas enfermedades. Los científicos también utilizan una diversidad de métodos para asociar la actividad o nivel de expresión de genes específicos con características de la enfermedad. Aunque los investigadores de ciencias biológicas han estudiado las variación genética y expresión diferencial de los genes utilizando una amplia gama de tecnologías, el uso del sistema SOLiD simplificará la identificación, recopilación y análisis de la información genética.

Las instituciones de investigación líderes del mundo, incluidos el Instituto Hubrecht en los Países Bajos, la Universidad de Columbia, la Universidad de Queensland en Australia y la Universidad de Tokio, entre otras, ya están utilizando el sistema SOLiD para llevar a cabo una amplia gama de aplicaciones. Éstas incluyen la detección de variantes raros, el perfil epigenético, el análisis de transcriptoma, y el análisis en serie de expresión genética (SAGE).

Detección de variantes raras en el Instituto Hubrecht

Los investigadores del Instituto Hubrecht en los Países Bajos están estudiando la función génica en modelos animales, tal como C. elegans (lombriz intestinal), pez cebra y ratas, de modo que puedan entender la función de genes similares en los humanos.

Para descubrir las mutaciones raras y de baja frecuencia, los científicos manipulan los genes de estos organismos del modelo mediante la alteración química de su ADN, que afecta o "bloquea" la función de los genes alterados. A continuación, el equipo observa cómo el aspecto o comportamiento del organismo cambia cuando los genes específicos no están funcionando. Después de crear mutaciones al azar, los investigadores están utilizando el sistema SOLiD para secuenciar las muestras de ADN de miles de animales distintos con hasta 10.000 veces de cobertura de las regiones genómicas de interés. Esto les permite identificar las mutaciones específicas que se han introducido en estos genomas. A continuación, los investigadores asocian estas secuencias variadas con los cambios observados en los organismos. Este proceso les ayuda a entender la función génica en estos modelos animales.

"Nuestra necesidad para detectar las mutaciones de baja frecuencia requiere una tecnología de secuenciación de producción ultra alta con una tasa de error sumamente baja", dijo el Dr. Edwin Cuppen, jefe del grupo de genómica funcional y bioinformática en el Instituto Hubrecht. "El mecanismo de codificación de 2 bases del sistema SOLiD, que distingue entre errores aleatorios o sistemáticos y mutaciones reales, nos ayuda a incrementar la tasa de descubrimiento de mutaciones reales."

Perfil epigenético en la Universidad de Columbia

En la Universidad de Columbia, el Dr. John Edwards, científico investigador asociado del centro de genoma de la universidad y el Dr. Timothy Bestor, catedrático del departamento de genética y desarrollo, están utilizando el sistema SOLiD para comparar los patrones de metilación de genoma completo en cáncer de mama. La metilación es una modificación química del ADN que ocurre de manera natural. En su investigación, los científicos están estudiando cómo cambian estos patrones en la evolución desde tejido normal a tumoral, cómo se diferencia entre tumores y qué función pueden tener los patrones anómalos de la metilación en la carcinogénesis - la formación del cáncer.

Se ha informado que la metilación de regiones específicas de la secuencia de ADN en el genoma inactiva la expresión de genes que suprimen el cáncer mientras que la desmetilación de elementos repetitivos puede dar lugar a la inestabilidad genómica y a los cambios de expresión genética. Los investigadores creen que las regiones metiladas de ADN pueden servir en potencia como marcadores para los genes que juegan un papel en el cáncer.

El sistema SOLiD hace posible que los investigadores de la Universidad de Columbia caractericen el estado de metilación de los elementos repetitivos en el genoma y permitirá que el grupo amplíe los estudios para examinar los patrones de metilación que podrían ser tratados como biomarcadores para el cáncer.

"La producción del sistema SOLiD es enorme, alcanzando rápidamente el punto en el que podemos planear perfiles de metilación de genomas completos rutinarios de muchas muestras", dijo el Dr. Edwards. "La escalabilidad del sistema SOLiD nos permitirá hacer planes con seguridad para ampliar nuestros estudios y desarrollar nuevas aplicaciones y métodos de análisis para el perfil epigenético que nos ayudará a entender mejor qué papel juegan los patrones de metilación en la carcinogénesis".

Análisis de transcriptoma en la Universidad de Queensland

En la universidad de Queensland en Australia, los investigadores están estudiando el transcriptoma para entender mejor importantes procesos celulares tal como la diferenciación celular, daño y reparación renal e iniciación tumoral y evolución. El transcriptoma es el conjunto de todas las transcripciones del ARN mensajero (ARNm) producido desde los genes y las regiones reguladoras genómicas de uno o de toda la población de células.

Estos investigadores están usando el sistema SOLiD para el análisis de transcriptoma para medir las cantidades de transcripciones de ARNm variantes relevantes expresados en modelos animales. El Sistema SOLiD está haciendo posible que detecten tanto las transcripciones de ARNm expresadas raramente como las variantes raras de transcripciones conocidas.

“Debido a la alta producción sin igual y al alta precisión de datos de la secuencia generados por la plataforma Sistema SOLiD, existe una posibilidad de secuenciar el transcriptoma en su totalidad con longitudes de lectura cortas," dijo el Dr. Sean Grimmond, jefe del equipo del grupo de genómica e informática en el Instituto de Biociencia Molecular. “Entender el transcriptoma en un contexto biológico nos ayudará a revelar las roturas en las vías moleculares que dan lugar a enfermedades complejas.”

Análisis en serie de la expresión génica en la Universidad de Tokio

Los investigadores de la universidad de Tokio están estudiando las regiones promotoras del genoma – los cambios que activan y desactivan los genes, para entender mejor cómo los patrones de la expresión génica contribuyen a la enfermedad, redes reguladoras y diferenciación celular. Estos científicos están usando el sistema SOLiD para realizar un perfil de los inicios trascripcionales (TSS), porque para analizar con eficacia las regiones promotoras, es necesario determinar la ubicación del TSS.

El equipo adaptó una técnica de expresión génica conocida como SAGE para el uso en el sistema para realizar un perfil TSS en el estudio del cáncer de colon. SAGE es una técnica de expresión génica desarrollada hace aproximadamente una década para identificar rápidamente las diferencias entre las células cancerosas y las células normales basándose en las diferencias en los patrones de expresión génica entre los dos tipos de células. Posteriormente modificaron esta técnica para utilizarla con el sistema SOLiD, denominando este métodos SOLiD-terminación 5', por la importancia de la terminación 5' del gen objetivo, que es donde se ubican los puntos iniciales de trascripción del ARNm. Con esta técnica se hace posible que los científicos capten los datos de expresión genética que identifican donde están ubicados los TSS en los distintos genomas. Al hacer el perfil de las regiones TSS en las líneas celulares del cáncer de colon, entienden mejor cómo los fármacos epigenéticos influyen en los patrones de expresión génica en estas líneas celulares.

“Hasta que incorporamos el uso del Sistema SOLiD en nuestros estudios de expresión génica de las líneas celulares del cáncer de colon, era difícil encontrar genes que mostrasen aumentos o reducciones marcados de los niveles de expresión", dijo el Dr. Shinichi Hashimoto, profesor adjunto del departamento de medicina preventiva molecular. "Con el uso de la técnica SOLiD de terminación 5', hemos tenido un gran éxito al identificar los cambios en los niveles de expresión de genes, incluso para aquellos que normalmente se expresan a niveles muy bajos.”

El sistema SOLiD exige un nivel para la secuenciación de la siguiente generación

El sistema SOLiD consta de química de preparación de genoteca y protocolos, kits de reacción en cadena de polimerasa en emulsión básica (PCR) kits de química de secuenciación, el instrumento propiamente dicho, un grupo informático y almacenamiento de datos y equipo auxiliar. La plataforma se basa en la secuenciación mediante ligación y detección de oligonucleótidos. A diferencia de los criterios de secuenciación de polimerasa, el sistema SOLiD utiliza una tecnología patentada denominada ligación escalonada, que genera datos de alta calidad para aplicaciones que incluyen: secuenciación de genoma completo, inmunoprecipitación de cromatina (ChIP), secuenciación microbiana, cariotipo digital, secuenciación médica, genotipificación, expresión génica y pequeño descubrimiento de ARN, entre otras cosas.

Existen diversos atributos que distinguen al sistema SOLiD de otras plataformas de secuenciación de la siguiente generación, incluida la producción sin paralelo, escalabilidad, precisión y flexibilidad de la aplicación. Adaptable al enriquecimiento de microesferas, la plataforma SOLiD se puede poner a escala para soportar una densidad mayor de secuencia por muestra. Las microesferas son parte integral de la arquitectura de formato de muestra abierta del sistema SOLiD, que permite al sistema superar bases de 4 giga de datos de secuencia por ejecución en los laboratorios de desarrollo de Applied Biosystems. La combinación de formato de muestra abierta, enriquecimiento de microesfera y algoritmos de software proporciona la infraestructura que permite ponerlo a escala para una producción incluso mayor, sin cambios significativos del hardware o software actual de la plataforma.

El sistema SOLiD tiene una precisión de base sin tratar mayor del 99,9% debido a la codificación de base 2, un mecanismo que discrimina errores aleatorios o sistemáticos de polimorfismo de un solo nucleótido (SNP). Esto representa una precisión 5 veces mayor que cualquier dato publicado actualmente hasta la fecha sobre las plataformas de secuenciación de la siguiente generación.

La alta precisión de la plataforma, combinada con el análisis de pares emparejados, permite la detección de la variación de secuencia incluido SNP, variaciones del número de copia de genes, duplicaciones de base única, inversiones, inserciones y deleciones. La preparación de la muestra de par emparejado es un método que permite el ensamblaje de secuencia de alta precisión requerido para el análisis de genomas complejos tal como organismos humanos, de ratón y de otros modelos.

"El sistema SOLiD continúa la tradición de Applied Biosystems de comercializar tecnologías de secuenciación de ADN innovadoras", dijo Kim Caple, vicepresidente y director general del negocio de secuenciación de siguiente generación de Applied Biosystems. "Seleccionamos la plataforma de tecnología para el sistema SOLiD porque creíamos que demostraría ser la plataforma de elección de la secuenciación de ADN de la siguiente generación. Basándonos en las reacciones que hemos recibido de los clientes y colaboradores de algunas de las instituciones líderes del mundo, confiamos en haber desarrollado un sistema que ayudará a los científicos a realizar unas asociaciones más significativas entre la variación genética y las afecciones médicas."

Applied Biosystems es un líder global en el desarrollo y comercialización de sistemas basados en instrumentos, consumibles, software y servicios para el mercado de ciencias biológicas. La empresa es el líder de mercado reconocido de plataformas de secuenciación de ADN. Además del sistema SOLiD para la secuenciación de ADN de siguiente generación, al empresa ofrece una gama completa de sistemas y productos químicos basados en la electroforesis capilar. En la actualidad, más de 14.000 analizadores genéticos de Applied Biosystems están en uso activamente y han contribuido a la secuenciación de más de 450 genomas completados y aproximadamente otros 700 están en curso. La electroforesis capilar proporciona un método probado para la secuencia y análisis de fragmentos de una variedad de aplicaciones. El sistema SOLiD amplía los límites de la secuenciación para permitir nuevas aplicaciones tales como una resecuenciación a gran escala, expresión neutra de la hipótesis, metilación y experimentos ChIP. Para algunas aplicaciones, las dos plataformas se usarán en distintos puntos del proceso experimental.

Estas tecnologías están todas soportadas por la organización de servicio y soporte técnico más amplio de la industria de ciencias biológicas de más de 2.000 personas de campo dedicado en todo el mundo, especializados en asesoramiento comercial y desarrollo de protocolo, optimización de instrumentos e integración de datos y aplicación. Más información sobre el sistema SOLiD se encuentra disponible en http://solid.appliedbiosystems.com.

Acerca de Applera Corporation y Applied Biosystems

Applera Corporation consiste en dos grupos operativos. El Grupo Applied Biosystems atiende a la industria de ciencias biológicas y a la comunidad investigadora al desarrollar y comercializar sistemas basados en instrumentos, consumibles, software y servicios. Sus clientes utilizan estas herramientas para analizar los ácidos nucleicos (ADN y ARN), moléculas pequeñas y proteínas para realizar descubrimientos científicos y desarrollar nuevos fármacos. Los productos de Applied Biosystems también satisfacen las necesidades de algunos mercados fuera de la investigación de ciencias biológicas, a los que nos referimos como "mercados aplicados". Estos incluyen los campos de prueba de identidad humana (pruebas forenses y de paternidad); bioseguridad, que se refiere a productos requeridos en respuesta a la amenaza del terrorismo biológico y otros peligros biológicos maliciosos, accidentales y naturales; y la prueba de calidad y seguridad, tal como la prueba necesaria para la fabricación de alimentos y medicamentos. Applied Biosystems tiene la oficina central en Foster City, CA, e informa sobre ventas de aproximadamente 2,1 mil millones de dólares estadounidenses durante el año fiscal 2007. El Grupo Celera es principalmente una empresa de diagnóstico molecular que está utilizando plataformas de descubrimiento genómico y proteómico patentado para identificar y validar marcadores de diagnóstico nuevos, y está desarrollando productos de diagnósticos basados en estos marcadores, así como en otros marcadores conocidos. Celera mantiene una alianza estratégica con Abbott para el desarrollo y comercialización de productos de diagnóstico moleculares o basados en el ácido nucleico y también está desarrollando nuevos productos de diagnóstico fuera de esta alianza. Mediante sus esfuerzos de investigación genómica y proteómica, Celera también está descubriendo y validando objetivos terapéuticos y está buscando asociaciones estratégicas para desarrollar productos terapéuticos basados en estos objetivos descubiertos. Información sobre Applera Corporation, incluidos informes y otra información archivada por la empresa con la Comisión de Valores y Cambios está disponible en http://www.applera.com, o al llamar al número 800.762.6923. Información sobre Applied Biosystems está disponible en http://www.appliedbiosystems.com.

Declaraciones de amplias miras de Applied Biosystems

Determinadas declaraciones en este comunicado de prensa son de amplias miras. Éstas se pueden identificar por el uso de términos o frases de amplias miras tal como "debería", "planificado" y "espera" entre otras. Estas declaraciones de amplias miras se basan en las expectativas actuales de Applera Corporation. La Ley de reforma de litigios de valores privados de 1995 proporciona un "seguro" para dichas declaraciones de amplias miras. Para cumplir los términos del seguro, Applera Corporation advierte que una serie de factores podrían provocar resultados y experiencias reales que difieren materialmente de los resultados anticipados u otras expectativas expresadas en dichas declaraciones de amplias miras. Estos factores incluyen, aunque no se limitan a ellos: (1) tecnología que cambia rápidamente y dependencia del desarrollo y aceptación del cliente de nuevos productos; (2) el riesgo de dificultades no esperadas asociadas con el desarrollo posterior del sistema SOLiD™; (3) ventas dependientes de las políticas de gasto de capital del cliente y de la investigación patrocinada por el gobierno; y (4) otros factores que se podrían describir de vez en cuando en los archivos de Applera Corporation con la Comisión de Valores y Cambio. Toda la información de este comunicado de prensa está según la fecha de la edición, y Applera no asume ninguna obligación de actualizar esta información, incluida cualquier declaración de amplias miras, a menos que lo requiera la ley.

Para uso en investigación exclusivamente. No se debe utilizar en procedimientos diagnósticos.

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