Formulatrix diseña equipos de automatización de laboratorios para acelerar la investigación farmacéutica que salva vidas

Formulatrix fabrica uno de los refrigeradores más inteligentes del mundo.

Desde fuera, el ROCK IMAGER 1000 parece un híbrido entre la bóveda de un banco y la nevera de un dormitorio. Pero en el interior, un microscopio robótico escanea, obtiene imágenes y clasifica miles de muestras de proteínas para la investigación farmacéutica. El proceso es mucho más rápido y preciso que el de un ojo humano fatigado, y está acelerando la búsqueda de nuevos tratamientos para todas las enfermedades y dolencias de salud imaginables.

Con sede en Bedford, Massachusetts, Formulatrix atiende aproximadamente al 95 por ciento del mercado de imágenes de cristalización de proteínas. Su lista de clientes es un «Quién es quién» de compañías farmacéuticas e instituciones de investigación académica, incluidas AMGEN, AstraZeneca, Bayer, Genentech, Johnson & Johnson, Lilly, Merck, la Universidad de Cornell, la Universidad Johns Hopkins, la Universidad de Harvard y el Dartmouth College.

Las proteínas son los componentes básicos de los tejidos y órganos del cuerpo, necesarios para su estructura y función. Muchas enfermedades están relacionadas con la presencia de una «proteína rebelde», una proteína que no funciona correctamente. La cristalización ayuda a los investigadores a entender la composición atómica de las proteínas. Mediante ensayo y error, los investigadores disuelven las proteínas en varios cócteles químicos para que se cristalicen como la sal. Luego, los haces de rayos X se pueden enfocar a través de estos cristales y los patrones de difracción se pueden usar para determinar la disposición exacta de los átomos en la proteína.

«Este tipo de investigación es a veces como una expedición de pesca», afirma Heinrich Köchling, director de ingeniería mundial de Formulatrix. «Los científicos crean mezclas de compuestos químicos en las que esperan que una proteína disuelta finalmente cristalice. No saben que lo hará, pero esperan que lo haga. Una de nuestras grandes máquinas puede manipular 1000 placas, y cada placa tiene hasta 96 muestras diferentes en pequeños tubos de ensayo o pozos. De este modo, se pueden realizar 96 000 experimentos individuales a la vez».

«En el pasado, un humano miraba cada uno de esos pozos con un microscopio. Y cuando la cristalización requiere temperaturas frías, tienen que pasar horas en una cámara frigorífica», añade. «Nuestro dispositivo examina 96 muestras cada cinco minutos, las 24 horas del día. A veces, una proteína puede tardar semanas en cristalizarse. Y a veces obtenemos un cristal precioso, pero es solo la sal del cóctel en la solución. Por eso, hemos desarrollado diferentes tipos de microscopios para determinar si hay un cristal y es un cristal de proteína».

Colaboración en tiempo real entre equipos distribuidos por todo el mundo

Formulatrix, que trabaja en alrededor de una docena de proyectos de diseño activos a la vez, tiene 60 empleados en los Estados Unidos y otros 550 empleados en Indonesia. De ese total, hay 15 ingenieros mecánicos en EE. UU. que trabajan en estrecha colaboración con 85 homólogos en Indonesia, y más de 100 ingenieros adicionales en integración de software, ingeniería de procesos y fabricación.

«Hacemos todo internamente y nuestro ciclo de iteración es muy rápido. Podemos diseñar y construir prototipos en cuestión de días, en lugar de semanas o meses», afirma Köchling. «Una de las cosas que más nos atrajeron de Onshape son las capacidades de colaboración de su plataforma nativa de la nube. La capacidad de nuestro equipo estadounidense e indonesio de trabajar juntos en tiempo real es extremadamente valiosa. La diferencia horaria es de 12 horas y perdíamos mucho tiempo cuando teníamos que enviar archivos de un lado a otro».

Gracias a la exclusiva arquitectura de bases de datos en la nube de Onshape, varios ingenieros pueden trabajar simultáneamente en el mismo modelo CAD y ver cómo se actualizan los cambios a medida que se producen. Un historial de edición completo registra quién realizó qué cambios y cuándo, lo que permite a los usuarios volver instantáneamente a cualquier estado anterior del diseño en cualquier momento.

«Onshape simplemente tiene una sensación de inmediatez», afirma Köchling. «Esto permite a nuestros ingenieros transmitir la intención del diseño y su visión de lo que debería ser el modelo en cada momento. En otras palabras, nadie tiene el control exclusivo sobre el modelo. En un programa como SOLIDWORKS, alguien es el propietario del modelo. Puedes decirles qué hacer con el modelo, pero no puedes quitarles literalmente el ratón de la mano si estás a 12.000 millas de distancia y cambias las cosas».

«Cuantas más ideas se infilren en un modelo, mejor», añade. «Onshape nos permite investigar y explorar una gama mucho más amplia de posibilidades».

El impacto potencial de Onshape en el servicio de atención al cliente

Köchling afirma que, dado que Onshape funciona en teléfonos móviles y tabletas, prevé que pronto se convierta en una herramienta indispensable para sus ingenieros de servicio sobre el terreno.

«Una de las cosas que hemos aprendido en los últimos años es que algunas de nuestras primeras máquinas estaban mejor construidas de lo que pensábamos», afirma. «La gente los usa cada vez durante más tiempo, a pesar de que fueron diseñados para una vida útil de 5 años. Por lo tanto, es difícil para nuestro personal de servicio tener que revisar las revisiones anteriores de la máquina para asegurarse de que están solicitando las piezas correctas».

«A partir de ahora, todas nuestras máquinas se diseñarán en Onshape, por lo que será más fácil echar un vistazo a las versiones anteriores y ofrecer un mejor servicio a los clientes in situ», señala.

Por otro lado, Köchling afirma que su empresa está muy satisfecha con la capacidad de respuesta del equipo de soporte de Onshape.

«Los chicos de Indonesia están muy contentos con sus interacciones con Onshape. Tenemos una lista de cosas (nuevas funciones o mejoras) que nos gustaría ver y nos actualizamos con una regularidad razonable en función del progreso del equipo de desarrollo», afirma.

Permitir una investigación más rentable

Los científicos han utilizado la cristalización de proteínas durante más de 100 años. Formulatrix, que comenzó como una empresa de software de procesamiento de imágenes en 2002, ha utilizado la robótica y la automatización para eliminar interminables horas de trabajo monótono y repetitivo, lo que ha permitido a los investigadores dedicar más tiempo a las muestras más prometedoras.

Sin embargo, los sistemas de imágenes de la empresa también permiten a los equipos de I+D ampliar su presupuesto. &

«Por lo general, las proteínas que se estudian son muy valiosas», dice Köchling. «Si se trata de una proteína humana, hay que extraerla del cuerpo de alguna manera. Así que es muy caro, digamos alrededor de 5.000 dólares por gramo. Si quiero hacer muchas pruebas para encontrar el cóctel de cristalización correcto, necesito usar la menor cantidad de proteína posible. Y quiero que mi tubo de ensayo sea lo más pequeño posible».

«Hace veinte años, no había herramientas para automatizar la cristalización de las proteínas», añade. «Estoy muy orgulloso de nuestros ingenieros que están desarrollando dispositivos que terminan en laboratorios muy famosos. En biotecnología, a veces muchos de los caminos no funcionan. Sin embargo, todos los conocimientos adquiridos se acumulan y es de esperar que conduzcan a otros descubrimientos con el tiempo».