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Apr 22, 2024

Inicio de PCR digital Ultra de Enumerix

NUEVA YORK – Enumerix, una nueva empresa de PCR digital de un equipo de estrellas de la industria genómica, ha salido del modo sigiloso con un método de PCR digital de bajo costo que puede generar 30 millones de gotas por

NUEVA YORK – Enumerix, una nueva empresa de PCR digital formada por un equipo de estrellas de la industria genómica, ha salido del modo sigiloso con un método de PCR digital de bajo costo que puede generar 30 millones de gotas por reacción, ampliando enormemente el rango dinámico con respecto a la actualidad. tecnologías.

Llamado Ultra-dPCR, la empresa espera lanzar un producto comercial basado en el método a finales del próximo año centrado inicialmente en los mercados de investigación y pruebas prenatales no invasivas.

La empresa está promocionando su tecnología como de secuenciación de próxima generación y, como prueba de concepto del amplio rango dinámico, ha desarrollado un ensayo NIPT que detecta un total de 222 loci en los cromosomas 13, 18 y 21 en un flujo de trabajo de un solo tubo.

Enumerix fue fundada en 2019 por Stephen Fodor, Christina Fan y Ari Chaney, un trío que anteriormente trabajó juntos en la firma de análisis unicelular Cellular Research.

El equipo tiene una buena fe impresionante en el espacio de la genómica. Fodor cofundó anteriormente Affymetrix en 1992, mientras que Fan es conocido como co-inventor de NIPT junto con Stephen Quake. Chaney, Fodor y Quake cofundaron Cellular Research en 2011. Esa empresa fue adquirida en 2015 por Becton Dickinson como parte de una estrategia genómica más amplia para la investigación unicelular, mientras que Affymetrix fue adquirida en 2016 por 1.300 millones de dólares por Thermo Fisher Scientific.

Aaron Solomon, director general de Enumerix, dijo en una entrevista que el equipo "tuvo un gran éxito en Cellular Research y decidió que era tan divertido que querían hacerlo de nuevo".

El método de PCR digital Enumerix no requiere microfluidos, sino que utiliza consumibles económicos combinados con equipo de laboratorio estándar.

El generador de gotas es un dispositivo de plástico con poros, dijo Solomon.

Esta pieza encaja en una tira de tubo estándar de 200 microlitros. Se carga una muestra junto con la sustancia en emulsión patentada de Enumerix, luego la tira del tubo se carga en un adaptador que permite colocarla en cualquier centrífuga de laboratorio estándar.

"Se hace girar durante 20 minutos y la fuerza centrífuga crea una ducha de gotas que salen y van a los tubos de PCR", dijo.

La química de emulsión de la empresa fue diseñada para depositar gotas en el fondo del tubo, lo que permite un calentamiento y enfriamiento más eficiente en un termociclador estándar. También es claro, por lo que es sencillo realizar imágenes en 3D del tubo utilizando el instrumento de escáner Light Sheet patentado por la empresa.

El mayor número de particiones puede aumentar el rango dinámico de detección en comparación con otros métodos. Solomon dijo que las reacciones tienen cero volumen muerto y pueden cargarse con cuatro veces más muestra que otras tecnologías, las cuales pueden aumentar la sensibilidad. Esto podría ser particularmente importante en la detección de moléculas raras, como las aplicaciones de biopsia líquida.

Como se describe en Analytical Chemistry esta semana, el instrumento de imágenes toma muestras de 500 fotogramas de las gotas de emulsión y las compila para generar una reconstrucción 3D del tubo de PCR. Luego, el software personalizado define las particiones y cuenta las gotas fluorescentes.

Light Sheet está actualmente configurado para detectar cuatro colores, y Solomon dijo que la empresa puede usar fácilmente métodos combinatorios para detectar 12 objetivos en un solo ensayo. "Podemos hacer otros trucos para ir más allá de eso", dijo.

El tiempo total de ejecución es de dos horas para procesar 48 muestras y el flujo de trabajo también se presta a la automatización.

Solomon dijo que el costo total de los consumibles por muestra es inferior a 10 dólares. Enumerix planea comercializar los consumibles, el instrumento lector y el software propietario para obtener imágenes de los tubos, siendo el costo del escáner Light Sheet "comparable con otros escáneres que están en el mercado en el espacio de PCR digital", dijo Solomon.

Mientras que otros instrumentos operan en cuatro registros de rango dinámico, Solomon dijo que Ultra-dPCR extiende ese rango hasta en dos registros. "Esto significa que podemos proporcionar sensibilidad adicional y no tenemos que valorar la concentración de detección adecuada", dijo.

Janice Lai, directora de ingeniería de la empresa que trabaja en el instrumento Light Sheet, también estuvo con el equipo de Cellular Research, al igual que Eleen Shum, jefa de desarrollo de productos en Enumerix y primera autora del estudio Anal Chem.

Shum dijo en una entrevista que algunos sistemas requieren que los usuarios estimen las moléculas en una muestra y las diluyan antes de cargarlas, "pero en nuestro ensayo, simplemente lo agregan y capturará todas las moléculas".

El ensayo 222-plex mide las trisomías 13, 18 y 21, que son procesables y reembolsables, dijo Solomon.

El espacio NIPT es uno de los primeros mercados objetivo para Enumerix, pero el sistema también podría ser útil en el mercado de investigación y traslación para medir las variaciones del número de copias y los niveles de transcripción, y para contar la transfección celular, dijo también Solomon. En el ámbito clínico, se presta a métodos de biopsia líquida y a la detección de enfermedades residuales mínimas, así como a tecnologías de terapia celular y génica que requieren contar las células transfectadas y buscar transfecciones fuera del objetivo.

"Nos consideramos socios de los laboratorios CLIA que desarrollarán estas pruebas", dijo Solomon.

En general, el flujo de trabajo rápido, económico y sencillo también puede ayudar a permitir un acceso más amplio a las pruebas genéticas y, potencialmente, una mayor equidad en las pruebas, dijo.

Potencial disruptivo

El sistema Ultra-dPCR parece llenar un vacío entre los datos detallados de NGS con flujos de trabajo lentos y costosos y la velocidad y el bajo costo de qPCR pero con menos objetivos.

El espacio de las PCR digitales también ha ido creciendo últimamente. Los principales actores Bio-Rad Laboratories y Stilla Technologies ahora compiten con nuevas tecnologías dPCR de Qiagen, Thermo Fisher Scientific y Roche, y todos compiten por más canales de color y mayor multiplexación por gota utilizando menos instrumentos.

Raindance, una empresa adquirida por Bio-Rad en 2017, reclamó 10 millones de gotas con su tecnología, y algunas nuevas empresas a lo largo de los años, como Espira y Lamprogen, han utilizado fuerza centrífuga en su generación de gotas combinada con chips de microfluidos. Pero es posible que Enumerix tenga una ventaja en términos del número de gotas generadas, ya que la mayoría de los sistemas comerciales generan decenas de miles de gotas por reacción.

Solomon dijo que tener 30 millones de gotas también puede eliminar los problemas de "ocupación múltiple" donde más de una molécula se amplifica en una sola gota. Este problema requiere que otras tecnologías implementen estadísticas de Poisson para obtener recuentos de gotas positivas.

"Podemos hacer un verdadero recuento molecular de millones de moléculas", afirmó.

Y, aunque el escáner Light Sheet solo tiene cuatro colores, Solomon dijo que el bajo costo del consumible podría permitir a los usuarios realizar un ensayo en múltiples tubos.

El espacio de la PCR digital también ha estado plagado de demandas a lo largo de los años y, en relación con esto, las patentes unicelulares otorgadas a Fan y Fodor habían sido parte de una demanda de BD contra 10x Genomics que ya se resolvió.

Pero Enumerix ha desarrollado y licenciado una amplia cartera de propiedad intelectual que incluye generación de gotas, tecnología de escaneo y algunas aplicaciones NIPT, dijo Solomon, y ha trabajado estrechamente con sus abogados para determinar que la empresa es libre de operar en el espacio.

Shum señaló que el consumible también es "fundamentalmente diferente" de otras tecnologías, lo que evitaría los problemas de propiedad intelectual que otras empresas han tenido con los microfluidos y los métodos de generación de gotas.

Enumerix tiene actualmente algunas colaboraciones académicas, pero ninguna se ha revelado públicamente todavía. Una versión anterior de su artículo Anal Chem se publicó originalmente en bioRxiv en agosto.

Hasta la fecha, la empresa con sede en Palo Alto, California, se ha autofinanciado, pero Enumerix planea comenzar a recaudar dinero para financiar la comercialización y volverse completamente comercial a finales del próximo año, dijo Solomon.

"Creemos que tenemos una plataforma que es ampliamente aplicable", dijo, y agregó que la tecnología "logra el equilibrio adecuado y aborda algunos de los desafíos que han estado frenando la PCR digital hasta ahora".

Actualmente, Enumerix espera tener instrumentos en los sitios para el verano y ha estado considerando algunas conferencias en las que exponer, así como, con suerte, presentar datos y carteles.

Y, aunque las nuevas empresas de PCR digital parecen adquirirse con bastante rapidez en estos días (el año pasado, Thermo Fisher adquirió Combinati y Bio-Rad adquirió Dropworks, por ejemplo), Solomon dijo que Enumerix no ve eso como su objetivo.

"Estamos en esto para ganarlo", dijo.