Volta Labs raccoglie 20 milioni di dollari per affrontare un crescente collo di bottiglia della genomica: TechCrunch

Vent’anni fa, ottenere un sequenziamento del genoma umano era un progetto internazionale da miliardi di dollari. Oggi puoi far sequenziare il genoma del tuo cane entro la fine del mese per pochi dollari. Parla della velocità con cui la genetica ha permeato le nostre vite, ma nonostante i massicci miglioramenti apportati alla tecnologia, il processo può essere ancora un po’ complicato in laboratorio.

Prima ancora di poter iniziare a districare il codice genetico di qualcuno, devi iniziare con un campione. E quel campione deve essere preparato nel modo giusto. È un processo relativamente noioso che viene spesso messo da parte a favore di applicazioni più appariscenti del sequenziamento del genoma (leggi: far rivivere i mammut). Ma è un luogo in cui Volta Labs mira a portare una nuova attenzione.

Fondata nel 2018, Volta Labs è una startup nata dal laboratorio multimediale del MIT che si concentra sulla creazione di un approccio programmabile alla preparazione dei campioni di DNA. Il team sta creando uno strumento delle dimensioni di un desktop in grado di automatizzare i processi utilizzati per preparare i campioni genetici.

“Il mondo intero non poteva sequenziare un singolo genoma umano 20 anni fa, e oggi, come non biologo, posso sequenziare un genoma umano in un giorno o due su una panchina. Ma se guardi i passaggi per la preparazione del campione, è ancora in ritardo di un ampio margine. È stato quasi trascurato”, ha detto a TechCrunch il CEO e co-fondatore Udayan Umapathi.

La storia delle origini dello strumento di Volta risale al 2015, quando Umapathi stava lavorando alla sua tesi di laurea al MIT. “Quello che ho notato è che le tecnologie esistenti per lo spostamento, la miscelazione e il riscaldamento dei fluidi erano arcaiche”, ha affermato. “Mi sono reso conto che se dobbiamo fare biologia su larga scala, l’automazione per la biologia deve essere costruita da zero”.

Il processo di preparazione del campione di DNA inizia con un campione biologico, come sangue, saliva o persino tessuto vegetale. Da lì, vengono eseguite una serie di reazioni enzimatiche e chimiche che estraggono molecole di DNA. Quindi devono essere manipolati in modo che possano essere “letti” da un sequencer. Tali reazioni vengono eseguite da robot manipolatori di liquidi o, in alcuni casi, manualmente.

Volta automatizza questo processo con ciò che Umapathi chiamava “fluidica digitale”, una forma di elettroumidificazione. Questo utilizza una serie di elettrodi organizzati su una griglia, ognuno dei quali può essere caricato o scaricato, creando qualcosa come un labirinto che può posizionare con precisione gocce di liquido.

L’array di fluidica digitale di Volta. Crediti immagine: Laboratori Volta

Con la giusta programmazione, Umapathi è fiducioso che la sua piattaforma consenta la manipolazione dei liquidi in modi ancora più complessi, come l’utilizzo di campi magnetici per estrarre determinate molecole dai campioni per ulteriori analisi.

Nonostante queste capacità, lo strumento dovrebbe essere piccolo: l’obiettivo di Umapathi è mantenerlo delle dimensioni di un laptop.

Umapathi non è il primo a vedere il potenziale che la “fluidica digitale” ha per le applicazioni biologiche. In effetti, Illumina è da anni interessata a tecnologie di questo tipo.

Nel 2013, Illumina ha acquisito Advanced Liquid Logic, una società fondata nel 2004 che aveva già lavorato all’applicazione della microfluidica digitale per preparare il lavoro per il sequenziamento del DNA di nuova generazione. Nel 2015, Illumina ha provato a lanciare la propria versione di un prodotto per la preparazione dei campioni della libreria del DNA chiamato NeoPrep, che ha riunito il processo da quattro a cinque giorni in uno strumento in grado di svolgere l’attività in 30 minuti. Tuttavia, come osservano gli autori di un documento di revisione del 2020 sull’industria dell’elettrowetting, lo strumento è stato “fuori produzione per motivi sconosciuti” nel 2017.

È difficile dire se la fine di NeoPrep nel 2017 abbia implicazioni maggiori per il processo di commercializzazione di Volta. Ma sembra che Illumina non abbia ancora messo a tacere l’idea.

Giovedì, Volta ha annunciato un round di Serie A da 20 milioni di dollari, guidato da Maverick Ventures (Maverick ha anche guidato un round seed precedente), con la partecipazione di Khosla Ventures, Casdin Capital ed E14 Funds. I partecipanti includono anche il co-fondatore di Illumina John Stuelpnagel e altri grandi nomi dello spazio genetico come Anne Wojcicki, CEO di 23andMe, e Paul McEwan, fondatore di Kapa Biosystems. McEwan ha guidato in particolare i programmi di preparazione dei campioni di sequenziamento presso Roche Sequencing Solutions.

La domanda naturale qui è: lo strumento di Volta esiste ancora? Lo fa, ha detto Umapathi, ed è già nelle mani di quattro partner che lo stanno testando sul campo. Ha rifiutato di nominare i partner ma li ha descritti brevemente.

Una è un’azienda che si occupa di cura del cancro e disturbi neurologici, che ha utilizzato la tecnologia di Volta per sviluppare un processo di estrazione del DNA. Uno è un istituto di ricerca nelle applicazioni RNA. Il terzo è un “centro del genoma”, dice. La quarta azienda è un’azienda biotecnologica interessata alla biologia sintetica.

L’obiettivo dell’azienda è lanciare una “edizione di prova limitata” alla conferenza AGBT Genomics di giugno. Durante quel lancio, Umapathi prevede anche di presentare i dati dei progetti di sperimentazione condotti con il “centro del genoma”. Conta di avere un prodotto commerciale pronto nel 2023.

L’industria della genomica in rapida accelerazione potrebbe avere spazio per far salire a bordo Volta. È costato 3 miliardi di dollari per sequenziare il genoma umano come parte del Progetto Genoma Umano. Oggi, lo stesso processo può essere ripetuto per circa $ 600. L’analisi del settore genetico di McKinsey del 2020 ha stimato che il costo del sequenziamento del genoma potrebbe scendere al di sotto di $ 100 entro un decennio.

In questo contesto, il collo di bottiglia nella preparazione del campione sembra ovvio. La domanda più grande qui è: perché i giganti del sequenziamento del genoma non hanno già creato la soluzione?

Parte della risposta è che hanno già provato, e in alcuni posti, come Roche fare hanno strumenti che affronteranno individualmente ogni piccolo pezzo del puzzle di preparazione del sequenziamento, al contrario del sistema integrato che Umapathi mira a creare. Ma la risposta che preferisce Umapathi è che la tecnologia di sequenziamento esistente è già abbastanza complicata da essere un lavoro a tempo pieno.

“La tecnologia che abbiamo costruito oggi è complessa quasi quanto la stessa preparazione del campione. Quindi, per molte aziende tecnologiche di sequenziamento, ottenere la loro tecnologia di base era già una sfida enorme”.

Andando avanti, Volta deve dimostrare che le sostanze chimiche relativamente complesse possono essere manipolate all’interno di uno strumento così compatto. Dovrà pubblicare molti più dati di quelli che ha in questo momento per dimostrare veramente che può adattarsi a questa nicchia. Le prove riservate con quattro clienti e i dati non pubblicati non sono sufficienti.

Ma se funziona davvero, Volta potrebbe unirsi all’ascesa di un settore che è già in piena espansione. Con questo round di serie A, Umapathi intende delineare un piano di produzione e iniziare a sviluppare capacità di commercializzazione.

“Penso che la grossa fetta di capitale andrà probabilmente a costruire una strategia di prodotto e la commercializzazione o un team, così come ci avvicineremo alla commercializzazione il prossimo anno”, ha affermato.

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