La ciencia del análisis de microbiomas:los detectives de ADN abordan la cadena de suministro

El tipo de técnicas forenses que los detectives han implementado durante mucho tiempo para resolver delitos ahora se pueden utilizar para identificar el origen de los productos manufacturados en la cadena de suministro.

Phylagen es una empresa de análisis de datos con sede en San Francisco que ha desarrollado una plataforma para rastrear bienes y materiales hasta la granja, el almacén o la fábrica. La herramienta se basa en microbiomas, tipos únicos de microbios naturales que se encuentran en todo el mundo. La información genética codificada en esos microbios crea el equivalente a una huella dactilar biológica.

La tecnología se puede aplicar a una amplia variedad de productos, incluidos alimentos, textiles y, quizás lo más importante, productos falsificados. Los científicos de datos de hoy pueden examinar, digamos, el polvo de un calzado deportivo y determinar con confianza la fábrica precisa donde se fabricó. Jessica Green, cofundadora y directora ejecutiva de Phylagen, dice:"El microbioma ambiental es el conjunto de datos sin explotar más grande del planeta".

Antes de fundar Phylagen, Green fue profesora en la Universidad de Oregon, donde investigó tanto el mapeo genético como la ciencia del microbioma. Juntando esas dos disciplinas, su laboratorio investigó cómo varias especies de microorganismos, incluidas bacterias, hongos y virus, varían de un lugar a otro.

Otros investigadores habían estado trabajando en una plataforma similar basada en el examen del polen. Pero Green y su equipo pudieron secuenciar no solo el gen del polen, sino también otros organismos que lo cubrían.

El resultado es una herramienta que se puede utilizar para una variedad de propósitos, incluido rastrear el origen de los alimentos contaminados hasta la granja o planta de procesamiento, garantizar que los materiales se produzcan en fábricas autorizadas, prevenir la falsificación e incluso combatir el terrorismo.

Los científicos completaron el mapeo del genoma humano en 2003. Sin embargo, solo recientemente el costo de la secuenciación del ADN ha caído hasta donde se ha vuelto económicamente viable para el uso diario por parte de los fabricantes y las cadenas de suministro globales. Y el precio de la tecnología continúa cayendo prácticamente semana tras semana, dice Green.

El costo del hardware también está disminuyendo, a medida que mejora la facilidad de uso. Cuando Green fundó Phylagen en 2014, los secuenciadores portátiles no estaban en el mercado. Desde entonces, el tamaño del equipo se ha reducido drásticamente. Al mismo tiempo, los avances en inteligencia artificial y aprendizaje automático han hecho que los dispositivos sean más inteligentes y efectivos.

Phylagen está creando un mapa microbiano que muestra toda la información genética codificada en lugares de todo el mundo. El aire en una fábrica en particular, por ejemplo, contendrá motas invisibles de polvo que tienen un perfil único. Al convertir el material genético en datos de secuencia, esencialmente, una cadena de letras que componen el código genético de todos los seres vivos, Phylagen genera un código de barras natural para cada ubicación.

El material genético permanece con el producto fabricado incluso cuando viaja a un centro de distribución y está encerrado en un empaque. Para los productos agrícolas que se someten a fermentación, la empresa aplica un conjunto diferente de algoritmos derivados del aprendizaje automático. Se puede rastrear un producto alimenticio hasta la granja, incluso una parte específica de esa granja, al examinar el material genético único que reside en el suelo.

Green también prevé el uso de análisis de microbiomas para confirmar la presencia de minerales conflictivos (los extraídos en partes de la República Democrática del Congo, por ejemplo) en productos manufacturados. Investigaciones similares podrían identificar el uso de aceite de palma derivado de operaciones no sostenibles y sitios involucrados en violaciones de derechos humanos.

Green cree que el uso de análisis de microbiomas podría haber evitado tragedias pasadas como el colapso en 2013 del complejo de la fábrica Rana Plaza en Bangladesh, que causó la muerte de 1.134 trabajadores y lesionó a aproximadamente 2.500 más. La instalación estaba operando como un contratista no autorizado y no revelado para varias marcas importantes de ropa.

Phylagen se encuentra todavía en las primeras etapas de desarrollo. En febrero, anunció $ 14 millones en financiamiento Serie A, liderado por varios proveedores de capital de riesgo. El dinero se gastará en ampliar el servicio de la empresa y la base de datos de microbiomas, dice Green.

Phylagen se negó a revelar a sus clientes actuales, pero dice que incluyen "grandes marcas y minoristas de América del Norte que actualmente están implementando la solución de la empresa en ubicaciones de fabricación en todo el mundo".

En su forma actual, la tecnología se está aplicando al comercio minorista y a la confección. Green ve una "tremenda oportunidad" para asociarse con marcas que invierten en otros mercados, incluidos los de alimentación y agricultura. Por ahora, sin embargo, Phylagen apunta a expandir sus implementaciones en bienes de consumo empaquetados.

Green ve un valor adicional en la eventual capacidad de la tecnología para ayudar a los agricultores a comprender qué tipos de microbios están afectando sus productos. La información podría usarse para mejorar la calidad y la seguridad, dice.

Phylagen está "bien encaminado" para crear un mapa del microbioma del mundo, dice Green. A medida que la base de datos se expande, espera que la tecnología encuentre aplicaciones adicionales en el análisis predictivo de riesgos.

"No puedo pensar en una plataforma donde esto no sea relevante", dice.