Rastreo de orígenes de productos con ADN forense: aprovechando la analítica del microbioma

El tipo de técnicas forenses que los detectives han utilizado durante mucho tiempo para resolver crímenes ahora puede usarse para identificar el origen de los bienes 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, almacén o fábrica. La herramienta se basa en microbiomas, tipos únicos de microbios que ocurren naturalmente y se encuentran en todo el mundo. La información genética codificada en esos microbios crea el equivalente a una huella digital 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 hoy pueden examinar, por ejemplo, el polvo en una zapatilla deportiva y determinar con confianza la fábrica precisa donde se fabricó. Dice Jessica Green, cofundadora y directora ejecutiva de Phylagen: "El microbioma ambiental es el conjunto de datos sin explotar más grande del planeta".

Antes de fundar Phylagen, Green era profesora en la Universidad de Oregón, donde investigaba tanto el mapeo genético como la ciencia del microbioma. Al unir 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 de 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 usar para una variedad de propósitos, incluido rastrear el origen de 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 de ADN ha bajado lo suficiente como para ser económicamente viable para el uso cotidiano por fabricantes y cadenas de suministro globales. Y el precio de la tecnología continúa cayendo prácticamente semana a semana, dice Green.

El costo del hardware también está bajando, 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 equipo se ha reducido drásticamente en tamaño. 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, mostrando toda la información genética codificada en ubicaciones de todo el mundo. El aire en una fábrica particular, por ejemplo, contendrá motas invisibles de polvo que llevan 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 manufacturado incluso cuando viaja a un centro de distribución y se envasa. Para productos agrícolas que sufren fermentación, la empresa aplica un conjunto diferente de algoritmos derivados del aprendizaje automático. Un producto alimenticio puede rastrearse hasta la granja —incluso una parte específica de esa granja— examinando el material genético único que reside en el suelo.

Green también prevé el uso de analítica del microbioma para confirmar la presencia de minerales de conflicto —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 analítica del microbioma podría haber evitado tragedias pasadas como el colapso de 2013 del complejo fabril Rana Plaza en Bangladesh, que causó la muerte de 1.134 trabajadores e hirió aproximadamente a 2.500 otros. La instalación operaba como contratista no autorizado y no revelado para varias marcas importantes de ropa.

Phylagen aún se encuentra en las primeras etapas de desarrollo. En febrero, anunció 14 millones de dólares en financiación de Serie A, liderada por varios proveedores de capital de riesgo. El dinero se gastará en expandir el servicio y la base de datos del microbioma de la empresa, dice Green.

Phylagen se negó a revelar sus clientes actuales, pero dice que incluyen "grandes marcas y minoristas norteamericanos 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 a productos minoristas y de confección. Green ve una "tremenda oportunidad" para asociarse con marcas que invierten en otros mercados, incluidos alimentos y agricultura. Por ahora, sin embargo, Phylagen apunta a expandir sus implementaciones en bienes de consumo envasados.

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

Phylagen está "bien encaminada" 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 análisis predictivo de riesgos.

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