Twist Bioscience (TWST): ADN a la carta con chips de silicio

Cómo la tecnología de chips de silicio potencia la biotecnología

A primera vista, los mundos de la tecnología de silicio y la biotecnología están bastante alejados.

Por un lado, las tecnologías relacionadas con la informática tratan con sistemas completamente creados por el hombre. Desde una perspectiva de inversión, a menudo se centran más en el software (sistemas operativos, SaaS, redes sociales y ecosistemas de tiendas de aplicaciones) que en el hardware (aunque el reciente auge de la inteligencia artificial y Nvidia como la empresa más valiosa del mundo ha cambiado esto un poco).

Mientras tanto, la biotecnología se centra en entender un sistema natural ultra-complejo que ya existe. Por lo tanto, descubrir el misterio de la biología requiere muchos experimentos científicos físicos, desde células de laboratorio y cultivo hasta ensayos clínicos que involucran a miles de personas.

Desde una perspectiva de inversión, la biotecnología a menudo es sinónimo de la industria farmacéutica, ya que la mayor parte de los ingresos del sector biotecnológico provienen de medicamentos que salvan vidas, como los medicamentos contra el cáncer, la insulina y los medicamentos para la presión arterial.

Sin embargo, los dos sectores “tecnológicos” tienen un punto de intersección oculto: el progreso en el hardware de la tecnología de silicio es fundamental para el reciente auge de la capacidad de la biotecnología. Por ejemplo, las máquinas de secuenciación de genomas de Illumina (ILMN ) utilizan láseres avanzados y chips de silicio para leer un genoma completo por menos de $200 por genoma.

Cuanto más se fabricaban los chips de silicio, más eficiente se volvía la secuenciación de próxima generación (NGS).

En solo los últimos 10 años, el costo por genoma ha disminuido hasta el punto de que se está convirtiendo en una prueba relativamente barata entre las pruebas disponibles para los profesionales médicos.

Fuente: Illumina

Otra empresa está utilizando ahora la tecnología de chips de silicio para cambiar completamente lo que es posible lograr con la biotecnología, haciendo que el ADN sea tan fácil de “escribir” como el código de computadora: Twist Bioscience.

Escritura de ADN a la carta

ADN, ARN y proteínas

Las células vivas están controladas a través de un conjunto complejo de instrucciones codificadas en el genoma del organismo, en forma de secuencias de ADN.

Estos genes se “leen” y se convierten en ARN, que luego se utiliza para producir proteínas (incluyendo enzimas). Si las células fueran fábricas, los genes serían los planos, el ARN sería la instrucción de la gerencia y las proteínas serían las máquinas y herramientas que equipan la fábrica.

Durante mucho tiempo, los biólogos solo podían duplicar secuencias genéticas existentes a través de la tecnología PCR. Luego, aprendieron lentamente a modificar secuencias de ADN, de manera cada vez más controlada, hasta el punto en que podían fabricar casi cualquier secuencia genética a la carta.

El mercado de síntesis de ADN creció rápidamente, alcanzando $4.5 mil millones en 2024, y se espera que siga creciendo a un ritmo de crecimiento anual compuesto del 17.5% entre 2025 y 2032.

Fuente: Fortune Business Insights

Si bien inicialmente estaba dominado por investigadores biológicos y médicos, la síntesis de ADN ahora se utiliza principalmente para fines de diagnóstico y terapéutico, una tendencia que se espera que persista en el futuro.

Fuente: Fortune Business Insights

Sin embargo, esto aún era un proceso laborioso, que requería mucho diseño por parte de científicos con doctorado, trabajo manual y productos químicos costosos. Así que, aunque la capacidad de generación de secuencias aumentó junto con la capacidad de lectura de genomas, el volumen de escritura de ADN más grande aún estaba fuera de alcance.

Fuente: MDPI

De la síntesis en columna a chips de silicio (9,600 genes/paso)

Con chips de silicio miniaturizados, se hizo progresivamente posible manejar el ADN en cantidades muy pequeñas y sintetizarlo de la misma manera.

Significa que la síntesis de ADN ahora se puede realizar a escala nanométrica, con un nivel de control sin precedentes, con un solo chip de silicio que puede producir casi 10,000 genes a la vez, en lugar de uno a la vez con los métodos clásicos.

Fuente: Twist Bioscience

Este es un método que no solo es más productivo, sino que también debe y realmente puede estar completamente automatizado, lo que acelera la producción y reduce los costos laborales asociados.

Visión general de Twist Bioscience

Fundada en 2013, Twist fue pionera en la implementación de la síntesis de ADN en chips, una parte del creciente campo de la biología sintética.

12 años después, la empresa genera casi $100 millones en ingresos trimestrales ($96.1 millones en el tercer trimestre de 2025, un aumento del 18% interanual), con el objetivo de alcanzar la marca de $1.000 millones en ingresos anuales.

“En el tercer trimestre del año fiscal 2025, entregamos otro trimestre de ingresos récord.

Agregamos cientos de clientes netos y lanzamos la primera de una serie de expansiones planificadas de la cartera de SynBio, sentando las bases para un crecimiento sólido y sostenido en el futuro”.

Emily M. Leproust – CEO y cofundadora de Twist Bioscience.

Fuente: Twist Bioscience

Twist emplea a alrededor de 1.100 personas. Tiene su sede en San Francisco, con otras oficinas en EE. UU., Israel, China, Singapur y Corea. La mayor parte de la fabricación se realiza en San Francisco o en la “Fábrica del Futuro” de la empresa en Wilsonville, Oregón, que proporciona una superficie de 210.000 pies cuadrados.

“Necesitamos planificar con anticipación de 18 a 24 meses. Aunque estamos centrados en construir con éxito nuestro sitio inicial en Portland para entregar productos iniciales en 2022, creemos que es fundamental planificar para el crecimiento a largo plazo que tenemos por delante”.

Emily M. Leproust (En 2021) – CEO y cofundadora de Twist Bioscience

La mayoría de los ingresos de la empresa provienen de los mercados norteamericanos, pero las ventas en Europa también están creciendo rápidamente.

Fuente: Twist Bioscience

Divisiones de Twist Bioscience

Las subdivisiones de la empresa se basan todas en una tecnología fundamental común, su plataforma de ADN en silicio, pero con diferencias significativas en los productos finales y los mercados abordados.

Fuente: Twist Bioscience

NGS

La actividad de secuenciación de próxima generación es la más grande de la empresa, responsable de más de la mitad de los ingresos totales.

Permite el análisis de secuencias de ADN complejas, incluyendo tareas como la biopsia líquida, la detección de material genético de células cancerosas a partir de una simple muestra de sangre.

En el tercer trimestre de 2025, NGS creció un 27% interanual, lo que lo convirtió en el principal impulsor del crecimiento de los ingresos de la empresa. Como resultado, este segmento probablemente se vuelva aún más preeminente en el futuro cercano.

El nuevo “Estándar de referencia de cáncer de Twist cfDNA Pan v2” puede detectar 458 variantes de cáncer únicas (ADN tumoral circulante, o ctADN), que cubren 84 genes involucrados en el cáncer.

Fuente: MedLine Plus

Otros productos de NGS producidos por Twist incluyen herramientas que van más allá de la simple lectura de secuencias genéticas, como:

• Exoma 2.0, para detectar enfermedades raras y hereditarias.
• Panel de genotipado de Twist – Humano 600k, para identificar el conductor genético de enfermedades vinculadas a múltiples genes.
• Panel MRD Rapid 500, que detecta un pequeño número de células cancerosas malignas que permanecen en el cuerpo después de una terapia contra el cáncer exitosa, un factor de riesgo importante para la recurrencia.
• Panel de metiloma humano de Twist, para aplicaciones desde la metástasis del cáncer, el desarrollo humano y la genómica funcional.

“La secuenciación del ADN circulante nos da la oportunidad de aprender mucho más sobre el estado del cáncer: qué tipo de cáncer está presente, es probable que responda a la terapia de primera línea y si hay alguna mutación emergente que podría afectar esa respuesta”.

Mark Murakami – Médico y profesor asistente de medicina en la Escuela de Medicina de Harvard

SynBio

SynBio va más allá de la lectura genética (NGS), hacia herramientas más especializadas para necesidades de investigación biotecnológica o médica específicas. Por ejemplo:

• Bibliotecas de TCR, utilizadas para la terapia de células adoptivas (ACT), utilizan receptores de células T ingenierizadas para dirigirse a antígenos específicos de los tumores.
• Bibliotecas de baja diversidad extendida (SOLD), para analizar un banco de datos de variaciones en proteínas.
• Oligopools, fragmentos de genes, y vector, que garantizan la producción de secuencias genéticas de alta calidad y eliminan la necesidad de que los investigadores las generen por su cuenta, a menudo a un costo más alto y con una calidad más baja.
• Diseño y producción personalizados de antígenos y anticuerpos, desde 1.000 antígenos listos para usar hasta la producción personalizada de otros antígenos utilizando vectores de inmunización propietarios para la producción en ratones.

BioPharma Soluciones

Este segmento es el más pequeño en términos de ingresos y consiste esencialmente en herramientas desarrolladas internamente para las necesidades de I+D de Twist, que más tarde se convirtieron en servicios. Esto incluye, por ejemplo:

• Humanización de anticuerpos in silico y ratones transgénicos humanizados (HuTg), que utilizan inteligencia artificial para convertir anticuerpos desarrollados en ratones en anticuerpos funcionales humanos.
• Plataforma de ratones DiversimAb, diseñada para ofrecer la máxima diversidad de anticuerpos.

Este segmento refleja el potencial de la orientación a largo plazo de la empresa hacia la I+D, con muchas de las otras actividades que surgen de programas de investigación iniciados hace muchos años.

Fuente: Twist Bioscience

Otras aplicaciones

AgriBio

No todas las aplicaciones de la biología sintética y la producción de secuencias de ADN en chips son biomédicas. Otro campo importante en expansión es la agricultura y la producción de alimentos.

Estos métodos se pueden utilizar para mejorar plantas, así como ganado, como la capacidad de las plantas y los animales para sobrevivir o incluso prosperar a pesar de temperaturas extremas, sequías, salinidad o presión de plagas.

Las herramientas de biología sintética también pueden identificar nuevos genes y luego utilizarlos para ingenierizar microbios que fijen nitrógeno de manera más eficiente, secuestran más carbono y crecen en condiciones adversas.

Por último, las herramientas de NGS se pueden utilizar para la detección y vigilancia rápida de patógenos de plantas y animales.

Almacenamiento de datos

Una aplicación aún más novedosa de las herramientas de Twist Bioscience es el almacenamiento de datos, con el ADN que podría reemplazar el almacenamiento de memoria basado en silicio para algunas aplicaciones, demostrando aún más la interconexión de la tecnología de silicio y la biotecnología.

El ADN es en realidad un medio extraordinariamente denso para la información, con una densidad de información de ADN de 1,47 terabits/mm2 o 950 terabits/pulgada2, o más de 800 veces la densidad de los discos duros de las computadoras.

El costo decreciente y las mejoras en la precisión de la síntesis de ADN sintético, en gran parte impulsadas por Twist Bioscience, ahora hacen posible el almacenamiento de datos de alta calidad de ADN.

El almacenamiento de datos de ADN es estable durante un período muy largo, mientras que no requiere materiales costosos o contaminantes. El almacenamiento también no requiere energía.

Los medios tradicionales se deterioran con el tiempo, incluso en entornos controlados. El almacenamiento de ADN sintético es estable en un entorno de oficina normal con una confiabilidad del 99,99999999999%.

La Alianza de Almacenamiento de Datos de ADN se formó recientemente y cuenta con la empresa de síntesis de ADN Twist Bioscience, la empresa de secuenciación genómica Illumina, la empresa de almacenamiento de datos Western Digital, Microsoft, Lenovo y muchos otros.

Esta tecnología se escindió en una empresa separada en mayo de 2025, bajo el nombre de Atlas Data Storage, que posteriormente recaudó $155 millones en financiación de semilla.

Atlas licenciará la tecnología de almacenamiento de datos de ADN existente de Twist y perseguirá la comercialización a través de programas de acceso anticipado.

“La oportunidad de crear un medio de almacenamiento completamente nuevo no surge a menudo. En Atlas Data Storage, estamos pioneros en el uso de ADN para el almacenamiento de alta capacidad.

El ADN permite un almacenamiento de datos altamente escalable, ultra denso, seguro y permanente, y el potencial para cambiar el almacenamiento es tremendo. Atlas tiene el equipo y la tecnología adecuados para hacer realidad esta promesa”.

Varun Mehta, CEO de Atlas Data Storage.

Aunque es más estable y eficiente en términos de energía, leer el ADN aún es mucho más complejo que leer un disco duro. Por lo tanto, el almacenamiento de datos de ADN probablemente sea más adecuado para datos de archivo y otros datos que no se consultan con frecuencia en el futuro previsible.

Fuente: Atlas Data Storage

Canales de ventas innovadores

Si la innovación tecnológica es el núcleo de Twist Bioscience, la empresa también es muy innovadora en cuanto a su canal de ventas.

Tradicionalmente, pedir secuencias de ADN o ARN personalizadas es un proceso bastante lento y complejo, que requiere tiempo y profesionales experimentados, y es muy difícil estimar su costo final.

En cambio, Twist ofrece un servicio en línea con estimación instantánea de si la secuencia se puede producir, cotizaciones automatizadas y seguimiento de pedidos automatizado.

Fuente: Twist Bioscience

Fuente: Twist Bioscience

Como a los científicos y profesionales médicos rara vez les gustan más pasos burocráticos que obstaculizan su investigación, o realmente cualquier interacción con representantes de ventas, esto se convierte en una gran ventaja competitiva para la empresa.

Twist tiene algunas herramientas internas realmente buenas que el equipo de diseño utiliza para ayudarnos a mejorar la eficiencia del desarrollo de paneles tempranos.

Es por eso que seguimos utilizando Twist, porque realmente hemos apreciado la cobertura consistente en el lado de la química, y trabajar con el equipo de diseño ha sido un verdadero placer. Eso cuenta mucho para mí.

Mark Murakami – Médico y profesor asistente de medicina en la Escuela de Medicina de Harvard

La empresa también proporciona herramientas en línea para la optimización de la secuencia genética ordenada, con funciones ergonómicas que rara vez están disponibles en herramientas desarrolladas en la academia.

Fuente: Twist Bioscience

La facilidad de uso también ayuda a incorporar a nuevos clientes, con la empresa viendo que el gasto de los clientes crece con el tiempo, “desde un gen de $100 a un proyecto de descubrimiento de $250.000”.

Para volúmenes de pedido más grandes, también es posible integrarse con la API de la empresa para la integración de compras, la lista blanca segura de direcciones IP y las previsiones presupuestarias.

Biotecnología verde

Gracias al volumen mucho menor de compuestos químicos utilizados en sus chips de silicio en comparación con los métodos tradicionales, la síntesis de ADN de Twist también es mucho más ecológica.

Por ejemplo, los oligopaneles de NGS de la empresa emiten casi 3.000 veces menos CO2 que los métodos anteriores.

Fuente: Twist Bioscience

Lo mismo ocurre con la capacidad de escritura de ADN de SynBio, que es sorprendentemente contaminante para el enfoque convencional, equivalente a 59 millas conducidas con un automóvil para producir un gen, en comparación con 0,092 millas con Twist Bioscience.

Fuente: Twist Bioscience

A medida que la industria se mueve desde una demanda centrada en la investigación y el desarrollo de bajo volumen a un consumo mucho más masivo para diagnóstico, terapia y monitoreo ambiental, las emisiones de carbono y la contaminación asociadas serán una preocupación creciente.

Esto podría afectar la elección del socio de fabricación al considerar opciones para la síntesis de ADN, especialmente en lo que respecta al impacto en el perfil ESG de una empresa.

Desplazarse hacia la derecha para desplazar →

Conclusión

La impresión a la carta de secuencias de ADN por miles a bajo costo está revolucionando lo que la biotecnología puede hacer.

Por ejemplo, la detección del cáncer podría necesitar solo una muestra de sangre, en lugar de métodos de detección costosos, desagradables y a menudo poco fiables como los escáneres y las biopsias.

De la misma manera, la posibilidad de escribir secuencias genéticas completas de genomas cambia radicalmente el potencial para la ingeniería genética de plantas, animales o tal vez un día personas, especialmente cuando se combina con métodos de ingeniería genética como CRISPR para insertar las secuencias artificiales en organismos vivos.

Incluso podría convertirse en una forma de almacenar datos para la posteridad.

Esto hace que Twist Bioscience sea un posible proveedor clave para la mayoría de las empresas farmacéuticas del mundo, que dependerán de empresas como Twist para proporcionarles una abundancia de secuencias de ADN y ARN sintéticas baratas y confiables.

Últimas noticias y desarrollos de Twist Bioscience (TWST)