Por Jeanene Swanson,  3 de Mayo de 2021

10x Genomics Chromium Connect es una plataforma automatizada para la expresión de genes y el perfil inmunológico al nivel de célula única con la que puede aumentar la eficiencia y productividad de su laboratorio al acortar el tiempo de trabajo de más de ocho horas a menos de una hora.

En esta publicación, presentamos a dos compañías farmacéuticas, Roche Innovation Center Zurich (RICZ) y Pfizer, que están implementando la automatización de Chromium

Connect para potenciar el descubrimiento de nuevas dianas a través de sus proyectos de investigación de fármacos.

Con nuestro producto principal, el Chromium Controller, los usuarios pueden realizar particiones y códigos de barras de una sola célula, lo que permite el análisis integrado de células individuales a gran escala y de alto rendimiento. Ahora, con Chromium Connect disponible para las soluciones 10x Genomics Single Cell Gene Expression y Single Cell Immune Profiling, los usuarios pueden automatizar sus flujos de trabajo unicelulares pasando de suspensiones unicelulares a librerías de expresión génica a nivel de célula única listas para secuenciar, con la opción de agregar librerías TCR / BCR.

Coherencia, productividad e integración

Todos los investigadores pueden aprovechar los beneficios del Chromium Controller, independientemente de cual sea su trabajo; estudios únicos en un entorno académico, procesamiento de alto rendimiento en un laboratorio central o ensayos múltiples y simultáneos dentro de un entorno de desarrollo y descubrimiento de fármacos farmacéuticos. Los beneficios incluyen poder generar resultados consistentes, maximizar la productividad del laboratorio e integrar flujos de trabajo validados.

El instrumento Chromium Connect permite a los investigadores que realizan estudios unicelulares generar resultados de expresión génica de célula única consistentes y reproducibles, independientemente de los experimentos y los usuarios. El Chromium Connect puede ayudar a eliminar los errores derivados del  pipeteo manual y reducir el tiempo de intervención de más de ocho horas a menos de una hora. Tanto los investigadores nuevos como los experimentados pueden utilizar fácilmente el Chromium Connect. Además, es importante destacar que el Chromium Connect ofrece a los usuarios la flexibilidad de ejecutar entre una y ocho muestras, por lo que no es necesario procesar las muestras por lotes.

Ahora, al agregar la automatización para nuestras soluciones de expresión génica 5′, los investigadores pueden abordar cuestiones más difíciles de inmunología, como crear los perfiles inmunitarios de célula única y automatizar sus flujos de trabajo de expresión génica 5’ y de amplificación V(D)J observando la heterogeneidad celular del sistema inmunológico y la diversidad de los receptores de células T y B al nivel de célula única. Esto amplía las capacidades soportadas del Chromium Connect más allá de los flujos de trabajo de expresión génica automatizados de 3’ para permitir a los investigadores investigar la heterogeneidad del sistema inmunológico con mayor productividad.

Automatización en la industria farmacéutica: avance en el descubrimiento y desarrollo de fármacos

Los métodos unicelulares, con su mejora sobre los análisis masivos y la capacidad de proporcionar una lectura detallada de la heterogeneidad del tipo y estado celular, están revolucionando el descubrimiento y el desarrollo de fármacos en las empresas farmacéuticas. Aun así, la falta de automatización para los flujos de trabajo de célula única ha sido un obstáculo para la industria farmacéutica. En este caso, la norma es ejecutar varios experimentos simultáneamente y los usuarios tienen diferentes grados de capacitación y existe la necesidad de análisis a gran escala y de alto rendimiento para acelerar el proceso de fabricación de medicamentos.

La clave para el éxito de los estudios clínicos es la coherencia y la reproducibilidad en todas las etapas del desarrollo de los fármacos. Para la industria farmacéutica, los estudios a largo plazo, los espacios de investigación distribuidos geográficamente y los proyectos globales en curso que involucran a muchas personas, son fuentes potenciales de variabilidad que pueden conducir a la falta de reproducibilidad. Sin embargo, al automatizar los flujos de trabajo de expresión génica al nivel de célula única, las empresas farmacéuticas pueden almejar a estandarizar el proceso de preparación de las librerías, ayudando a eliminar al menos una fuente de variabilidad. En numerosos frentes, una plataforma automatizada liberaría una cantidad significativa de tiempo y recursos.

Roche

Según Emilio Yángüez, PhD, Senior Scientist, y Tamara Hüsser, Principal Research Associate, en Roche Innovation Center Zurich (RICZ), una de las compañías farmacéuticas que probaron la versión beta para los flujos de trabajo de creación de perfiles inmunes automatizados, la compañía farmacéutica Roche planea utilizar la plataforma para sus proyectos de descubrimiento de fármacos.

Trabajamos con todo tipo de muestras (suspensiones de células, tejido de diferentes fuentes, [etc.]) con diferentes protocolos de preparación de muestras antes de la generación de suspensiones de células individuales para el análisis de scRNA-seq”, dice RICZ. «Las muestras provienen de una variedad de proyectos dirigidos a caracterizar la actividad de compuestos internos en todas las etapas de desarrollo, desde el descubrimiento hasta los estudios clínicos

Sin automatización, RICZ enfrentó desafíos importantes;

Por lo general, trabajamos en proyectos relativamente grandes con muchas muestras diferentes que deben compararse. Se necesita una preparación de muestras que requiere mucho tiempo, es decir, digestión de tejidos, clasificación FACS, etc., lo que limita el número de muestras que podemos procesar en paralelo. El hecho de que tuviéramos que preparar las librerías manualmente fue una limitación de nuestro corriente protocolo que se solucionó parcialmente con el uso de Connect.

De hecho, RICZ tenía objetivos claros al incorporar Chromium Connect.

Nuestra principal motivación fue la posibilidad de automatizar el procesamiento de muestras para aumentar nuestro rendimiento, reproducibilidad y eficiencia de trabajo”, dicen. Nuestra idea ses llegar a confiar casi exclusivamente en Connect para la preparación de las librerías.

Pfizer

Según Mark Ozeck, Pfizer Scientist y otro beta probador de los flujos de trabajo automatizados de elaboración de perfiles inmunitarios, la empresa planea utilizar la plataforma para una variedad de investigaciones, que incluyen «modelos animales de oncología, muestras clínicas humanas, líneas de células cancerosas, células organoides tumorales, etc.”, dice Pfizer. «Apoyamos tanto los proyectos de investigación como los de etapa clínica».

Sin la automatización, Pfizer también se enfrentó a serios desafíos.

El flujo de trabajo manual actual requiere una gran cantidad de tiempo práctico y puede provocar errores de procesamiento

Pfizer también tenía objetivos para usar el instrumento Chromium Connect.

Connect permite una mayor productividad, ya que los investigadores pueden realizar otras tareas mientras el instrumento prepara las librerías al nivel de célula única”, dice Pfizer. «Planeamos utilizar Chromium Connect para preparar todas nuestras bibliotecas 10X [Genomics] de V(D)J y ARN de célula única.

La consistencia es clave

En RICZ, normalmente intentan procesar ocho muestras en paralelo y realizar una media de hasta tres ejecuciones por semana, utilizando el Chromium Controller. Hay siete personas que trabajan en el laboratorio, dos de las cuales trabajan casi exclusivamente en el flujo de trabajo de scRNA-seq (con la ayuda de colegas para la preparación de muestras).

Cuando incluyeron el Chromium Connect a su laboratorio, se dieron cuenta del beneficio en lo que respecta a la coherencia.

Debido a la facilidad de operación, ‘democratiza’ la tecnología, ya que los colegas con menos experiencia también pueden procesar con éxito muestras para el análisis de scRNA-seq.

En Pfizer, se procesa ocho muestras a la vez y realizan en media una corrida por semana en el Chromium Controller. Hay cuatro personas trabajando en el laboratorio, una de ellas trabajando en el flujo de trabajo scRNA-seq.

«Reduce en gran medida el tiempo de trabajo, lo que libera a nuestros científicos de laboratorio para otros trabajos”, dice Pfizer.

La productividad es fundamental

En RICZ, el uso del Chromium Connect se suma al enfoque de su empresa para optimizar los flujos de trabajo. “Definitivamente ayuda [a] aumentar la productividad, ya que no necesitamos de preparar las librerías manualmente”, dicen. “La preparación de la librería 10x Genomics, aunque sencilla, requiere bastante tiempo. La automatización de esta tarea nos permite aumentar nuestro rendimiento, ya que podemos procesar más muestras con la misma cantidad de personas involucradas. Además, tenemos más tiempo para el desarrollo de nuevos protocolos, la optimización del procesamiento de muestras y otras tareas importantes para mejorar nuestra canalización de scRNA-seq.»

Ozeck de Pfizer está de acuerdo en que optimiza sus flujos de trabajo. «Connect nos permite ser más eficientes con nuestro tiempo y duplicar nuestra productividad, ya que podemos trabajar en otros proyectos mientras Connect genera librerías al nivel de célula única».

Los flujos de trabajo integrados posibilitan incrementar el volumen de muestra procesada

Con el perfil inmunológico automatizado ahora accesible con el Chromium Connect, los usuarios farmacéuticos pueden escalar experimentos para incluir más datos por experimento, lo que permite más proyectos y un tiempo de finalización más rápido. A lo que toca a incrementar el volumen de muestras, RICZ dice: En nuestro caso, la principal limitación del número de muestras que procesamos por día suele ser la preparación de la muestra, [es decir], la digestión de tejidos, la clasificación FACS, [etc.]. Connect no está cambiando significativamente nuestro rendimiento diario. Sin embargo, la automatización de la preparación de las librerías ayuda a [aumentar] la cantidad de ejecuciones que realizamos por semana, y ahora podemos procesar fácilmente hasta 32 muestras por semana desde la descongelación de muestras hasta que las librerías estén listas para ejecutarse «.

Si bien a RICZ le gustaría usar Chromium Connect exclusivamente para la preparación de las librerías, «esto no es posible en este momento porque algunos de nuestros proyectos incluyen multiplexación de muestra o el uso de la aproximación por Feature Barcode, que aún no están implementados en el robot».

Ozeck de Pfizer expresa la misma preocupación, pero cree que el incremento de muestras se podrá lograr «una vez que se agregue la funcionalidad de multiplexación de muestras al instrumento Connect». Mientras tanto, el aumento de la productividad está permitiendo que los proyectos de Pfizer avancen más rápido, lo cual es clave para el impulso de la industria.

Connect nos permitirá entregar otros proyectos más rápido, ya que no tenemos que estar en la poyata del laboratorio en todo momento para preparar manualmente las librerías al nivel de célula única.

Para obtener más información sobre cómo el Chromium Connect puede automatizar los flujos de trabajo de expresión génica y de creación de perfiles inmunitarios al nivel de célula única, visite la página del producto.

Este artículo contiene una discusión de la investigación y los procesos llevados a cabo por científicos de Pfizer y Roche Innovation Center Zurich. Los puntos de vista y las opiniones no constituyen respaldo ni promoción de 10x Genomics, Inc. ni de ninguno de sus productos.