Elemental Machines está llevando el Internet de las cosas a las operaciones de laboratorio para ahorrar millones de dólares a las empresas de biotecnología

Los productos del Internet de las cosas (IoT, por sus siglas en inglés), como un cabezal de ducha con altavoz Bluetooth o un refrigerador que ordena cosas directamente desde Internet, pueden parecer ideas ingeniosas para regalos navideños. Pero esta empresa ha encontrado un caso de uso práctico para la nueva tecnología: Máquinas elementales, una plataforma de inteligencia de operaciones de laboratorio, acaba de recaudó $ 41 millones en una ronda de financiación Serie B. La compañía está ayudando a los laboratorios de biotecnología a optimizar sus operaciones y, potencialmente, a ahorrar millones de dólares para las empresas mediante el control de las variables ambientales.

Su fundador, Sridhar Iyengar, era un estudiante de posgrado en la Universidad de Cambridge cuando su proyecto de doctorado se topó con un obstáculo inesperado: un experimento de rutina que había realizado cien veces para su investigación de repente dejó de funcionar. Después de meses de tirones de cabello y preguntándose si sería capaz de completar su trabajo de tesis, finalmente descubrió que el departamento había cambiado la marca de detergente para cristalería que se había usado en sus lavavajillas. Ese detalle aparentemente insignificante que el equipo de adquisiciones no había informado a nadie tuvo un profundo efecto en el experimento.

Cualquiera que haya trabajado alguna vez en el laboratorio puede compartir una historia similar: el dolor insoportable de tratar de descubrir las fuentes de variabilidad en sus experimentos. Es un problema tan común, que incluso existe una regla tácita entre los académicos: si el experimento funciona tres veces, publícalo, porque intentar replicarlo nuevamente sería probar tu suerte. El problema es que esta sabiduría académica convencional no funciona tan bien en la industria donde el proceso tiene que funcionar bien siempre para hacer productos confiables. Los espacios de “laboratorio” que implican experimentación en la academia son más como fábricas para la industria biotecnológica y, por lo tanto, deben cumplir con estándares de calidad y reproducibilidad mucho más altos.

Afortunadamente para Sridhar, el desafortunado incidente de la escuela de posgrado no le impidió convertirse en un exitoso fundador de una startup tecnológica que posee más de 50 patentes. Sridhar terminó en la industria de dispositivos médicos, donde la precisión y la reproducibilidad son tan importantes como en el laboratorio, si no más. En 2001 fundó AgaMatrix, una empresa de monitores de glucosa en sangre que fabrica medidores de glucosa para marcas propias como CVS, TargetTGT
y KrogerKR
. Su monitor fue el primer dispositivo médico aprobado por la FDA que podía conectarse directamente a su teléfono inteligente, marcando el comienzo de una nueva era de tecnologías de salud digital. Su segunda empresa, Inadaptado, el fabricante de dispositivos portátiles de seguimiento de actividad física y productos para el hogar inteligente, fue adquirido por Fossil en 2015 por 260 millones de dólares.

Desde sus días de Misfit, Sridhar ha regresado al laboratorio y ahora está aplicando todo lo que aprendió sobre la construcción de sensores y productos conectados a la nube para la automatización del laboratorio. Esas lecciones no siempre fueron fáciles: mientras fabricaba los monitores de glucosa, su empresa tuvo que enfrentar pérdidas cercanas al 20 % en el lado de la producción, lo que les costó millones de dólares. Para tener un mejor control sobre la calidad de fabricación, necesitaban saber qué estaba pasando en la fábrica al otro lado del mundo. Pudieron instalar sensores simples en las instalaciones de fabricación, recopilar datos ambientales (como temperatura y humedad) y correlacionar esas variables con la calidad del producto, lo que ayudó a reducir las pérdidas de producción del 20 % a menos del 1 %.

Lo que esa experiencia le enseñó a Sridhar es que cualquier laboratorio o entorno de fabricación podría beneficiarse enormemente de un mejor monitoreo y control ambiental. La tecnología ha progresado mucho en los últimos 15 años: los dispositivos domésticos inteligentes son parte de nuestra vida diaria, entonces, ¿por qué no incorporarlos para agilizar las operaciones de laboratorio? Esto es lo que está haciendo Elemental Machines, la empresa más reciente de Sridhar: está creando el hardware, las aplicaciones en la nube y los productos analíticos impulsados ​​por IA para ayudar a las empresas impulsadas por la ciencia a aumentar su eficiencia al recopilar y extraer significado de los datos de operaciones de laboratorio. Esta tecnología podría ser la pieza que falta para permitir el éxito de la biofabricación:

“La línea entre laboratorios y fábricas se está difuminando. Y lo que eso significa es que muchos de los enfoques que se usaban tradicionalmente en la fabricación pueden comenzar a usarse en el trabajo de laboratorio”, piensa Sridhar. “Creo que estamos muy bien posicionados para traer algunas nuevas tecnologías al espacio”.

Elemental Machines trabaja para evaluar proactivamente todo el entorno del laboratorio para garantizar que los equipos, los procesos y los equipos se utilicen de la manera más eficiente posible. Por ejemplo, algunos instrumentos pueden usarse con más frecuencia que otros, lo que requiere una calibración más frecuente. El refrigerador más cercano a la mesa de laboratorio puede abrirse con más frecuencia, lo que provoca fluctuaciones de temperatura. Todas estas variables se pueden medir utilizando sensores colocados en todo el laboratorio, lo que crea una infraestructura de laboratorio inteligente para la recopilación de datos que se puede aprovechar para optimizar el uso de los recursos. Hasta la fecha, Elemental Machines ha brindado soporte a más de 500 clientes de ciencias de la vida, y no sorprende que los primeros en adoptar la tecnología de laboratorio inteligente sean las empresas de biología sintética de vanguardia como Ginkgo Bioworks.

“En 2020, Ginkgo Bioworks comenzó a utilizar el monitoreo remoto de Elemental Machines. Esto nos permite observar el estado de nuestras unidades de almacenamiento en frío observando el tiempo de ciclo del compresor y la cantidad de puertas que se abren”, dijo Anna Greenswag, gerente sénior de operaciones de laboratorio en Ginkgo Bioworks. “Pudimos conectar fácilmente las alertas de Elemental Machines en nuestro proceso de notificación para que los problemas se puedan abordar rápidamente. A medida que crecimos, Elemental Machines ha podido mantener el ritmo y escalar según sea necesario. Elemental Machines está abierto a los puntos de contacto de comunicación según lo necesite Ginkgo y está interesado en otras vías para explorar el apoyo a la gestión del laboratorio”.

Pero el impacto potencial de implementar tecnologías de laboratorio inteligente no se limita solo a la industria de la biología sintética. Elemental Machines planea utilizar los $ 41 millones recaudados en la última ronda de financiación para impulsar el crecimiento comercial en servicios de laboratorio de investigación, clínicos y de control de calidad, así como apoyar campos relacionados como fabricación, ciencia de materiales, tecnología de alimentos, tecnología agrícola y otros. industrias “Estamos entusiasmados de aprovechar el tremendo éxito que hemos tenido en el espacio de I+D. Creemos que nuestra plataforma tecnológica está preparada para transformar los entornos operativos al conectar casi cualquier activo físico a la nube y, por lo tanto, liberar a los operadores para que se centren en iniciativas más estratégicas”, dijo Sridhar en un comunicado. comunicado de prensa.

Un laboratorio conectado a la nube es más fácil de monitorear en condiciones de trabajo remoto y puede ayudar a reducir el error humano. Para los laboratorios GMP, puede reducir su costo de cumplimiento, optimizar las eficiencias operativas y aumentar el ROI de la biofabricación. Elemental Machines también puede ayudar a los laboratorios a implementar iniciativas verdes para reducir la huella ambiental de sus investigaciones. Y quizás en el futuro, podrá diagnosticar y solucionar problemas sin intervención humana. Los sistemas autónomos son un aspecto integral de la Cuarta Revolución Industrial que está transformando los entornos de investigación y desarrollo. Al simplificar las tareas de laboratorio mundanas, como verificar las temperaturas, podría liberar a los científicos para que se centren en el "panorama general".

La automatización de laboratorio es quizás menos sexy que los dispositivos portátiles. Pero Sridhar ve el potencial de un tremendo impacto al llevar las tecnologías de la Industria 4.0 a las empresas impulsadas por la ciencia. Con el impulso para aumentar la capacidad de biofabricación de EE. UU., las inversiones en automatización, comunicación de máquina a máquina y análisis impulsados ​​por IA son cruciales para obtener una ventaja competitiva. En cierto modo, Elemental Machines es como un monitor de salud, pero para su laboratorio, y como lo hacen otros rastreadores, puede ayudar a impulsar su laboratorio a nuevas alturas.

¡Gracias a Katia Tarasava para investigaciones e informes adicionales sobre este artículo. Soy el fundador de SynBioBeta, y algunas de las empresas sobre las que escribo, como Ginkgo Bioworks, son patrocinadores de la Conferencia SynBioBeta y resumen semanal.