Translucencia del Tartrazina – Cómo este colorante alimentario de uso común podría avanzar la atención sanitaria

Mejor vista para conocimientos científicos

La investigación médica depende en gran medida de estudios con modelos animales, y nuestro progreso en medicina ha sido profundamente influenciado por mejores métodos analíticos, incluyendo todos los componentes de la multi‑ómica: genómica, transcriptómica, proteómica, metabolómica, etc.

Pero a veces, observaciones mucho menos avanzadas son las más útiles. Por ejemplo, movimientos de órganos, tamaño de venas, etc. Esto es más complicado de lo que parece, ya que no es práctico ni posible con un presupuesto razonable usar técnicas de imagen avanzadas como escáneres y resonancia magnética en miles de ratones al mes.

Idealmente, los investigadores quisieran poder mirar directamente dentro del cuerpo y los órganos de los especímenes de prueba, y al costo más bajo posible.

Esto podría convertirse en una realidad, gracias al trabajo de nada menos que 21 investigadores de la Universidad de Stanford. Descubrieron que una molécula de tinte común usada como colorante alimentario puede esencialmente hacer que el cuerpo de los ratones sea “transparente” para el análisis, y publicaron sus resultados en la prestigiosa publicación Science, bajo el título “Achieving optical transparency in live animals with absorbing molecules”.

Cómo ver a través de los cuerpos

La investigación comenzó observando las limitaciones de muchos métodos de imagen óptica de tejido profundo, incluyendo la microscopía de dos fotones, la imagen de fluorescencia de infrarrojo cercano II y la aclaración óptica de tejidos.

Todos ellos proporcionan algunas ideas, pero carecen de suficiente profundidad de penetración y resolución o no son adecuados para animales vivos. Por lo tanto, una buena visualización interna de animales vivos sigue siendo una necesidad insatisfecha entre biólogos e investigadores médicos.

Los investigadores teorizaron a partir de un principio físico llamado modelo del oscilador de Lorentz. Sin entrar en detalles profundos sobre la física implícita, es un principio que determina cómo los átomos reaccionan a ondas electromagnéticas (que incluyen luz visible y no visible).

A partir de este principio fundamental, los investigadores deducen que moléculas específicas, al disolverse en agua, aumentan el índice de refracción de las soluciones basadas en agua.

A su vez, esto haría que el agua y los lípidos tengan casi el mismo índice de refracción, haciendo que todo el cuerpo sea igualmente transparente a ciertas frecuencias de luz.

Fuente: Science

“Previmos que las moléculas de tinte con resonancias de absorción agudas en el espectro cercano al ultravioleta (300 a 400 nm) y en la región azul del espectro visible (400 a 500 nm) son efectivas para elevar la parte real del índice de refracción del medio acuoso a longitudes de onda más largas cuando se disuelven en agua.

Como resultado, los tintes solubles en agua pueden reducir eficazmente el contraste de índice de refracción entre el agua y los lípidos, conduciendo a la transparencia óptica de tejidos biológicos vivos.”

Encontrando la Tartrazina

A partir de lo que era una visión teórica, continuaron buscando una molécula de tinte real que coincidiera con las características requeridas. Encontraron que la tartrazina, un colorante alimentario común aprobado por la Administración de Alimentos y Medicamentos de EE. UU (FDA).

Descubrieron que la tartrazina tenía el efecto de volver de forma reversible la piel, el músculo y los tejidos conectivos transparentes en roedores vivos. Al probar en hidrogeles de dispersión que imitan tejidos y en tejidos biológicos ex vivo (muestreados/extracción), también hallaron que la resolución de la imagen podía reducirse al nivel micrométrico.

Fuente: Science

Ratones “transparentes”

En la práctica, esto significó que bajo las condiciones de luz adecuadas, los investigadores podían observar los tejidos más profundos, viendo a través de la piel y los tejidos superficiales de los ratones.

Fuente: Science

Al usar moléculas de tinte absorbente, podemos transformar el abdomen típicamente opaco de un ratón vivo en un medio transparente. Este “abdomen transparente” permite la visualización directa de neuronas entéricas etiquetadas con proteínas fluorescentes, capturando sus movimientos que reflejan la motilidad intestinal subyacente en ratones vivos.

Este enfoque podría usarse para otras partes del cuerpo del ratón además del abdomen, como por ejemplo “el cuero cabelludo de la cabeza del ratón para visualizar los vasos sanguíneos cerebrales y la extremidad posterior del ratón para imágenes microscópicas de alta resolución de sarcómeros musculares”.

Esto también sugiere que podrían descubrirse y emplearse otros agentes similares, quizá con mayor eficiencia y menor costo y facilidad de uso.

Invertir en imágenes biológicas

Desde el inicio de la medicina moderna, el progreso científico ha sido impulsado por mejoras en las herramientas de observación, desde el primer microscopio hasta los secuenciadores genómicos de hoy.

Esto sigue siendo cierto hoy en día, con una gran cantidad de nuevas técnicas emergentes, desde los ratones “transparentes” discutidos aquí hasta visualizaciones 3D avanzadas de tejidos vivos.

Si no le interesa seleccionar empresas de biotecnología o de imágenes médicas, también puede considerar ETFs como Global X Aging Population ETF (AGNG), ARK Genomic Revolution ETF (ARKG) o Vanguard Health Care ETF (VHT), que ofrecerán una exposición más diversificada para capitalizar el crecimiento de la industria de la salud y la biotecnología centrada en la longevidad.

O puede consultar nuestro artículo sobre los “5 Mejores Empresas de Secuenciación del Genoma”.

Empresas de imágenes médicas y datos

1. Illumina, Inc.

Illumina es la empresa líder en genómica, de lejos la más grande y establecida en la industria, con ingresos de 1.200 millones de dólares, que crecieron a una tasa compuesta anual del 11 % en los últimos 5 años.

Fuente: Illumina

Al igual que la mayoría de las empresas de secuenciación del genoma, Illumina genera ingresos al vender los secuenciadores, pero principalmente al vender los consumibles utilizados por los secuenciadores, con los ingresos por máquina generalmente aumentando con el tiempo a medida que se utilizan a plena capacidad.

El nuevo modelo de secuenciador genómico de la empresa, NovaSeqX, es un éxito, con 390 envíos en total para 2023. Esto ha acelerado la adopción de la secuenciación masiva del genoma entre los clientes de Illumina con más análisis multi-ómicos (mezclando múltiples técnicas “-ómica”) y a mayor escala para análisis de una sola célula y espaciales.

Al hablar de Illumina, se requiere una larga explicación para una nueva aplicación genómica, la detección de cáncer en una muestra de sangre llamada biopsia líquida. Illumina trabajó en esta tecnología y luego la escindió en una empresa llamada Grail.

Grail es muy exitosa desde el punto de vista técnico y comercial, con 7.500 proveedores que prescriben las pruebas de Grail y superando el hito de 100.000 pruebas realizadas. También detectó el 92 % de recaídas de cáncer en 6 diferentes tipos de cáncer sanguíneo.

Varios años después, Illumina volvería a adquirir esta empresa a un precio mucho más alto.

Esto provocó varios problemas. Primero, las autoridades regulatorias tanto en EE. UU como en la UE expresaron preocupaciones sobre el riesgo de monopolio, con Illumina como proveedor de máquinas de secuenciación genómica para muchos de los competidores de Grail.

Esto resultó en una multa de 432 millones de euros por parte de la UE. Si esta prohibición de la adquisición no se resuelve, “Illumina desinvertirá en Grail dentro de un año si no gana su impugnación en el tribunal de la UE.”

Fuente: Illumina

Otro conjunto de problemas surgió de las condiciones de la costosa escisión de Grail, la recaudación de fondos y la reabsorción en Illumina.

El inversor activista Carl Icahn ha atacado la junta directiva de la empresa y ha insinuado que se realizaron posibles tratos deshonestos o malintencionados a favor de los insiders en contra de los intereses de los accionistas. La SEC también está investigando la cuestión.

Hasta ahora, el CEO ha sido reemplazado, otro miembro del consejo se ha ido, se han incorporado 4 nuevos miembros al consejo, y Illumina ha publicado una “Actualización centrada en la gestión”. También puede leer más sobre estas sospechas y acusaciones en esta serie de artículos de Non-GAAP investing.

El valor de la acción de la empresa ha caído bruscamente desde sus máximos de julio de 2021 en casi un 80 %, volviendo a los niveles de 2013.

Esta fue una situación bastante impactante para una empresa grande y establecida como Illumina, sin importar cuán ciertas sean estas acusaciones, ya que refleja negativamente su decisión de desinvertir en Grail en primer lugar. Al menos, ha demostrado ser un error costoso.

Los inversores querrán evaluar si están preparados para acompañar a Carl Icahn, un inversor activista legendario y controvertido con un impresionante historial.

Y si la mala gobernanza de los últimos años ya está totalmente valorada, y tal vez ha dañado excesivamente la valoración de la empresa en comparación con su muy fuerte liderazgo empresarial en la secuenciación genética.

2. 10x Genomics, Inc.

10x Genomics (TXG ) es líder en biología espacial, que estudia el genoma y el transcriptoma en 3D, permitiendo la visualización de la actividad de los genes a nivel celular o incluso intracelular.

La empresa se fundó en 2012, con Serge Saxonov entre sus fundadores, director de I+D de la empresa de pruebas genómicas personalizadas 23andMe.

10x Genomics creció mediante una combinación de I+D (más de 1 mil millones de dólares invertidos en I+D hasta la fecha) y adquisiciones. Notablemente, su plataforma Visium se obtuvo mediante la adquisición de Spatial Transcriptomics en 2018.

Fuente: 10x Genomics – cronología de adquisiciones de 10x Genomics

Así es también como 10x Genomics adquirió su Xenium plataforma mediante la compra de Readcoor y Cartana en 2020.

En 2020, también lanzó la plataforma Chromium, que se actualizó al año siguiente a Chromium X.

A través de la adquisición de Tetramer Shop en 2021, 10x Genomics también lanzó BEAM (Barcode Enabled Antigen Mapping) en 2022. Permite a los investigadores identificar componentes del sistema inmunitario en detalle. Esto podría ser muy impactante en la investigación sobre inmunidad y nuevas enfermedades.

Los ingresos crecieron un 17 % interanual en el segundo trimestre de 2023, impulsados por las ventas de Xenium, superando el hito de 100 unidades vendidas en agosto de 2023.

La empresa también obtuvo en septiembre de 2023 una victoria crítica contra su principal rival, Nanostring. Nanostring está actualmente prohibido de vender sus instrumentos CosMx Spatial Molecular Imager (SMI) en la mayor parte de la UE por infringir patentes de 10x Genomics.

La empresa sigue en una etapa temprana, algo similar a los primeros días de Illumina. Por ahora, la biología espacial está confinada al mundo de la investigación académica y fundamental. Pero, como muchas biotecnologías, podría algún día volverse generalizada, convertirse lentamente en una herramienta médica y luego en una prueba “de rutina”. En cualquier caso, el creciente número de máquinas instaladas debería impulsar las ventas de consumibles y el crecimiento de los ingresos.