Investigadores del Instituto de Biología Integrativa de Sistemas (I2SysBio), un centro mixto de la Universitat de Valencia (UV) y el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), han desarrollado CleanBar, una herramienta bioinformática para examinar las secuencias de ADN de muestras complejas desde el punto de vista de las células individuales.
Este proyecto, liderado por Maria Dzunkova y publicado en la revista ISME Communications, se centra en estudiar cómo los fagos —virus que afectan a bacterias y se utilizan frecuentemente en el tratamiento de bacterias patógenas multirresistentes— se multiplican en cada célula bacteriana, revelando que las infecciones varían entre las diferentes células.
Vicente Arnau, programador de la aplicación, investigador del I2SysBio y profesor del Departamento de Informática de la UV, explica que esta herramienta, al ser aplicada en el estudio de infecciones virales, permite observar directamente cómo se propagan los virus en cada célula, cuántas copias producen y cómo difiere la infección entre bacterias de una población.
La secuenciación de célula única es una tecnología que permite el análisis del material genético de células individuales, diferenciándose de la secuenciación tradicional que promedia múltiples células de un tejido o muestra. Esta técnica ayuda a descubrir la heterogeneidad celular, identificar tipos celulares complejos y comprender diferencias sutiles entre células.
CleanBar, una aplicación de código abierto, es “fácil de instalar y permite analizar archivos de secuenciación de distintos tamaños, desde miles a millones de secuencias, en poco tiempo”, según el equipo de investigación. En el ámbito de la secuenciación microbiana, la tecnología permite obtener el código genético de bacterias individuales de una muestra y datos sobre las interacciones con plásmidos y bacteriófagos. Esto se logra mediante la adición de una etiqueta de ADN única a cada célula.
Varias tecnologías están disponibles, pero la más accesible en cualquier laboratorio es el método spint-and-pool barcoding (etiquetado por división y mezcla), desarrollado por la empresa biotecnológica lituana Atrandi Biosciences. Este método añade un conjunto de cuatro secuencias o etiquetas diferentes usando una placa de 96 pocillos, permitiendo diferenciar la procedencia del ADN sin equipo costoso. Estas etiquetas se conocen como barcodes.
Después se deben separar y agrupar las secuencias de ADN según sus barcodes para obtener el ADN de cada célula individual. En este proyecto, investigadores de tres grupos del I2SysBio participaron mostrando CleanBar, una herramienta que separa secuencias atendiendo a los barcodes que identifican bacterias en una muestra. Además, CleanBar puede detectar barcodes en posiciones variables, con separaciones diferentes a las esperadas y puede prever clasificaciones erróneas cuando fallan uno o dos de los barcodes.
Este proyecto cuenta con financiamiento del programa Gen-T de la Generalitat Valenciana, el programa Investigo y el Ministerio Español de Ciencia, Innovación y Universidades.
