O Biomark X9 pode revolucionar os testes de patógenos aquáticos?

O sistema de genômica de alto rendimento Biomark X9 oferece soluções econômicas, de alto rendimento e automatizadas para fluxos de trabalho de PCR e sequenciamento de próxima geração (NGS) em laboratórios de aquicultura, seja em fazendas ou em instituições de pesquisa.

Desenvolvido pela Standard BioTools (anteriormente denominada Fluidigm), o Biomark X9 tem potencial para melhorar significativamente o nível de qualidade dos produtos de aquicultura

Desenvolvido pela Standard BioTools (anteriormente conhecida como Fluidigm), o Biomark X9 tem o potencial de melhorar significativamente o nível de biossegurança em fazendas de peixes e camarões de todas as escalas, oferecendo um alerta antecipado de qualquer ameaça iminente à saúde, bem como um diagnóstico rápido de qualquer patógeno presente na água ou nos próprios animais.

De acordo com Phillip Kilgas, gerente de produtos do sistema, embora o X9 tenha sido desenvolvido para o setor de saúde humana, a empresa vê a aquicultura como um dos caminhos mais promissores para a diversificação, devido à variedade de espécies cultivadas, à variedade de patógenos aos quais elas estão expostas e à natureza aberta (relativamente não biossegura) de muitos sistemas de aquicultura.

"O Biomark X9 é mais adequado à aquicultura do que a outros setores de criação, como gado ou aves, pois nossa tecnologia se encaixa melhor

"O Biomark X9 é mais adequado para a aquicultura do que para outros setores da pecuária, como gado ou aves, pois nossa tecnologia se encaixa melhor - o gado e as aves têm apenas alguns patógenos e algumas amostras de cada vez para lidar, portanto, uma abordagem de PCR mais tradicional se encaixa bem para eles. Por outro lado, a aquicultura envolve um grande número de animais em cada fazenda e uma ampla gama de doenças, o que a torna uma boa opção para a nossa tecnologia", explica ele.

De acordo com Kilgas, o Biomark X9 combina uma série de funções que antes exigiam vários dispositivos para serem realizadas.

"Nossa equipe de P&D descobriu uma maneira de consolidar essas funções em um único instrumento e colocar diferentes aplicações em uma única plataforma. Por exemplo, o Biomark X9 pode fazer PCR em tempo real e preparação de biblioteca NGS, tudo em um único sistema - é o primeiro instrumento no mercado capaz de lidar com essas duas aplicações e isso dará aos pesquisadores e agricultores acesso ao número cada vez maior de aplicações genômicas que podem ser realizadas no espaço da aquicultura", observa ele.

O Biomark X9 foi lançado no final de 2022, inicialmente com foco em PCR, com recursos NGS sendo adicionados mais recentemente.

"Já obtivemos muito sucesso no setor de saúde pública, lidando com novas doenças e fugas", observa Kilgas. "E acho que o mesmo se aplicará à aquicultura, devido à variedade de patógenos que afetam o setor."

Particularmente, apesar do aumento das funções, as máquinas estão se tornando mais portáteis.

"Estamos consolidando o projeto para que seja uma plataforma de bancada muito menor", explica Kilgas.

E embora as máquinas tenham sido projetadas principalmente para serem usadas em laboratórios em terra, elas também foram testadas com sucesso em outras condições de teste.

"Um cliente instalou uma em um barco, onde ela foi usada para monitorar corridas de salmão no Alasca durante a temporada de pesca, para ajudar a entender seus padrões de migração. No entanto, esse é um caso de uso exclusivo e tivemos que fazer um trabalho de engenharia muito específico, que não é necessariamente escalonável", revela Kilgas

Apesar da complexidade da máquina, sua operação é simples, de acordo com Kilgas.

"É praticamente plug-and-play. Operar o Biomark X9 é semelhante a fazer PCR convencional, mas como usamos volumes de nanolitros e combinamos vários ensaios em uma placa, fica muito mais rápido e fácil realizar vários experimentos de uma só vez."

E ele acredita que o produto tem muitas vantagens sobre os dispositivos de teste mais estabelecidos.

"É uma melhoria de alguns ângulos: é possível fazer a detecção simultânea, o que significa que você pode testar várias amostras para vários patógenos ao mesmo tempo. Também reduzimos o uso de plásticos em 100 vezes - uma única placa é necessária, enquanto 100 placas seriam necessárias em testes de PCR convencionais. Isso também equivale a menos tempo e menos mão de obra necessária para fazer o teste", diz Kilgas.

Outra vantagem importante é a flexibilidade da máquina

"Em geral, as pessoas ficam presas aos alvos que estão tentando detectar. Mas se houver um surto repentino de um novo patógeno, basta adicionar um ensaio à nossa tecnologia para detectá-lo", observa ele.

Clientes-alvo

Em termos de vendas, Kilgas vê órgãos governamentais, laboratórios privados e institutos acadêmicos como os principais mercados-alvo, especialmente na Europa e na Ásia, mas vê o alcance se expandindo com o tempo - graças, em parte, à impressionante redução no tamanho da máquina, que a torna muito mais portátil e adaptável.

"Embora, é claro, haja um custo de investimento de capital relacionado à aquisição da máquina, o baixo preço por ponto de dados (devido à miniaturização do ensaio) e a redução no tempo de resposta para obter os resultados tornam nossa tecnologia viável para ser implementada em vários laboratórios diferentes, desde fazendas até organizações de pesquisa contratadas e pesqueiros", explica ele.

Os usos na aquicultura até o momento incluíram estudos sobre a ligação entre a expressão gênica e o crescimento, o estresse e o bem-estar em bagres do canal, estudos sobre a ligação entre a expressão gênica e o impacto do vírus da síndrome da mancha branca (WSSV) no camarão vannamei e estudos sobre a ligação entre a expressão gênica e a resposta imunológica, o bem-estar e a epidemiologia no salmão do Atlântico (os links abrem como um documento PDF).

Os usuários do sistema incluem o Prof. Sam Martin, diretor do Scottish Fish Immunology Research Centre da Universidade de Aberdeen, que ficou impressionado com a velocidade e a capacidade do sistema.

Como ele explica: "Ele nos permite fazer PCR em tempo real em 96 genes - potencialmente de 96 animais diferentes - ao mesmo tempo. A vantagem é que podemos realmente aumentar o número de indivíduos e réplicas diferentes que estamos analisando, com um bom número de marcadores que sabemos que nos informarão sobre o estado de saúde dos peixes.

"Tivemos vários projetos que examinaram a base molecular da doença complexa das brânquias e da AGD. Nosso trabalho utilizou anteriormente o sequenciamento profundo, uma forma muito cara e demorada de sequenciamento de RNA que custa cerca de £150 por peixe.

"Associamos nossa análise das brânquias do salmão do Atlântico e a relacionamos estreitamente com nosso trabalho de histopatologia para encontrar um conjunto de genes que são indicadores da saúde dos peixes. Agora, o que poderemos fazer é pegar peixes de uma fazenda e informar aos fazendeiros o estado de saúde desses peixes usando todo um repertório de biomarcadores de saúde de peixes que já caracterizamos como indicativos do estado de saúde dos peixes. Outro novo projeto envolve o exame de assinaturas antivirais para ajudar a entender a proteção após a vacinação.

"Em vez de fazer o caro sequenciamento de RNA em cinco peixes ou pegar muitos peixes e fazer apenas um ou dois genes, podemos pegar muitos peixes e fazer muitos genes ao mesmo tempo - podemos fazer vários meses de PCRs em tempo real em um dia."

Entretanto, tanto o Departamento Canadense de Pesca quanto o Peixe e Caça do Alasca o utilizaram para trabalhar em estoques de peixes selvagens.

Desenvolvimentos futuros

Ao olhar para o futuro, Kilgas acredita que, à medida que o Biomark X9 se desenvolve, o mesmo acontece com as maneiras como ele pode ser usado.

"À medida que os agricultores compreenderem melhor a tecnologia e os patógenos locais, eles poderão passar de um estado reativo para um estado proativo. Como podemos adaptar facilmente nossos ensaios para qualquer tipo de experimento, se eles tiverem uma suspeita de que um patógeno possa estar lá, podemos adicionar o ensaio para ele por um custo adicional muito baixo, para permitir que os agricultores façam testes de rotina para ele", explica ele

Ele também acredita que o X9 poderia ajudar a melhorar a sustentabilidade do setor de aquicultura e acrescenta que a máquina poderia ser mais sensível, para permitir a detecção de patógenos em níveis mais altos.

"Essa tecnologia é para todos os membros da comunidade de aquicultura interessados no gerenciamento de doenças, na estratégia de alimentação e no bem-estar geral dos animais, e que desejam aprimorar o que foi mencionado acima usando novas ferramentas genômicas de alto rendimento e fáceis de usar. Estamos ansiosos para conversar com os clientes sobre suas necessidades e pontos problemáticos para que possamos continuar a desenvolver a tecnologia", reflete Kilgas

Para saber mais...

Você pode saber mais sobre como o Biomark X9 pode resolver uma série de problemas de aquicultura aqui ou enviar um e-mail para education.team@standardbio.com