Si la tecnología de Oxford Nanopore logra hacer lo que la compañía asegura, "cambiará las cosas por completo", señala Jeffrey Schloss, director de desarrollo de la tecnología en el Instituto Nacional de Investigación del Genoma Humano, miembro de los Institutos Nacionales de Salud (EE.UU.).
La tecnología se basa en el hecho de que una base de ADN, o una combinación de bases en una cadena de ADN, crea una perturbación característica en la corriente a medida que pasa a través del nanoporo. Unos electrodos miden el cambio en el flujo de corriente a medida que las moléculas de ADN se canalizan a través de nanoporos de proteína. Un gradiente eléctrico impulsa el ADN a través del poro, mientras que unos "controladores" moleculares unidos a las moléculas mecánicamente los ralentizan para que sus señales eléctricas puedan ser registradas.
Este enfoque posee dos ventajas importantes.
En primer lugar, el sistema es compacto y no requiere un suministro de reactivos de alto precio. Eso significa que la secuenciación puede hacerse fuera del laboratorio, por lo que resulta útil para la medicina personalizada o para su uso en clínicas con escasos recursos. De hecho, el secuenciador disponible que la empresa está a punto de presentar tiene el tamaño de un dispositivo de memoria USB.
En segundo lugar, la tecnología lee tramos de ADN mucho más largos que otros métodos de secuenciación rápida, lo que significa que tiene el potencial de detectar mejor las variantes estructurales "importantes" relacionadas con enfermedades. Estas variantes se producen cuando un segmento de un cromosoma se traslada, invierte, duplica o cambia. Cuando el ADN se corta en tramos más cortos para ser secuenciados y después se vuelve a recomponer en un ordenador, es más fácil pasar por alto o malinterpretar tales variantes.
La mejor forma de identificar las variantes sigue siendo mediante el uso de métodos convencionales de secuenciación, que son altamente precisos pero también costosos y lentos. Se han lanzado otros secuenciadores de gran velocidad durante los últimos años que también resultan rápidos y baratos, aunque Schloss cree que el de Oxford Nanopore quizá cuente con ventaja cuando se trata de detectar variantes estructurales.
Una mejor información estructural podría ser útil para la medicina personalizada. Entre otras cosas, podría identificar casos de translocación, una anomalía cromosómica en la que grandes extensiones de ADN se separan del cromosoma al que pertenecen y se colocan en otro lugar. Estas mutaciones pueden causar cáncer y otras enfermedades.
Los secuenciadores portátiles de nanoporos de la compañía podrían ser utilizados en trabajos de campo, por ejemplo, para identificar o secuenciar rápidamente una nueva cepa de bacterias. Un portavoz de Oxford Nanopore señala que los secuenciadores portátiles podrían ser usados para hacer un seguimiento del cuidado de heridas en hospitales, o para ayudar en la supervisión in situ de sitios agrícolas y velar por la seguridad alimentaria.
En una conferencia de investigación la semana pasada en Marco Island, Florida (EE.UU.), Oxford Nanopore informó acerca de la secuenciación continua en el laboratorio de tiras de ADN de 100.000 bases, secuencias entre 10 y 100 veces mayores que las que cualquier otra compañía haya logrado leer. Las nuevas máquinas comerciales de Pacific Biosciences son capaces de secuenciar hasta 3.000 bases a la vez, afirma el director de gestión de producto de la compañía, Edwin Hauw.
Sin embargo, la secuenciación por nanoporos podría ir mucho más allá de todo esto. En teoría, el único límite en cuanto a la longitud del sistema secuenciado es la capacidad de los investigadores para preparar las muestras, de por sí frágiles. Los cromosomas humanos abarcan un millón o más de bases de ADN.
El sistema de Oxford Nanopore hasta ahora posee una tasa de error en bruto del 4 por ciento. A corto plazo esto podría ser mejorado mediante la secuenciación de la misma cadena de ADN varias veces, enroscándola una y otra vez a través del poro. Sin embargo, la compañía indica que en los próximos meses realizará mejoras en el nanoporo y los algoritmos asociados con el análisis de ADN, lo que también reducirá la tasa de error.