Un equip de l’Institut ai2 de la UPV ha publicat en Trends in Biotechnology un treball que detalla les claus per a la creació a nivell global de biofactorías. En el treball participa la investigadora del I2SysBio Irene Otero Muras.
Un equip de la Universitat Politècnica de València (UPV) pertanyent a l’Institut d’Automàtica i Informàtica Industrial (ai2) i en el qual també han participat investigadors de l’Institut de Biologia Integrativa de Sistemes (I2SysBio), centre mixt del Consell Superior d’Investigacions Científiques (CSIC) i la Universitat de València, acaba de publicar en la revista Trends in Biotechnology un treball que, per primera vegada, proposa un full de ruta per a l’automatització, mitjançant robots, de labors tedioses en laboratoris i altres conceptes essencials com a següent pas de desenvolupament de l’enginyeria biològica. Aquests laboratoris, que integren diverses tecnologies capdavanteres, es coneixen com biofoundries (biofactorías).
Fins fa poc temps, els avanços en l’enginyeria biològica es feien de manera manual, gen a gen. Això es traduïa en llargs períodes de desenvolupament perquè els productes arribaren a fases finals pròximes al mercat. En els últims anys, l’abaratiment i l’escalat de tecnologies com la seqüenciació massiva, el disseny computacional i la síntesi d’ADN a la carta han permés que la biologia sintètica o enginyeria de la biologia s’acoste al seu objectiu d’equiparar la biotecnologia amb disciplines més establides com la computació o l’enginyeria. L’últim avanç que pot ajudar a fer el pas final cap al fiançament de l’enginyeria biològica és l’automatització de labors tedioses de laboratori. L’ús de robots com els manipuladors de líquids permet als equips fer tasques d’alt rendiment minimitzant el temps necessari, abaratint costos i reduint l’error humà.
“Les biofoundries són considerades com l’evolució lògica dels laboratoris actuals en el sector, adaptant-se al fiançament de factors com l’automatització, la intel·ligència artificial, la disponibilitat quasi immediata de DNA sintètic i la necessitat d’avançar més ràpid en sectors com la biomanufactura”, apunta Pablo Carbonell, investigador de l’Institut ai2 de la Universitat Politècnica de València.
Revolució
Segons explica l’equip d’investigadors, la transició per a l’establiment de les biofoundries, clau per al futur de l’enginyeria biològica, comporta un canvi de paradigma complet i requereix de planificació, finançament i el desenvolupament d’un model sostenible en el temps. Per aquest motiu, en l’article assenyalen diferents passos indispensables per a embarcar-se en la transformació d’un laboratori o centre d’investigació en una biofoundry.
“Com a primer pas és necessari dur a terme una exhaustiva anàlisi tecno-econòmic, del cicle de vida del producte o productes que desenvoluparem, una completa anàlisi de mercat que garantisca la sostenibilitat de la biofoundry. I resulta importantíssim també que se situe prop dels centres d’investigació i indústria vinculada al sector”, apunta Jonathan Tellechea, investigador també de l’Institut ai2 i un altre dels autors de l’estudi.
D’altra banda, els investigadors ressalten la importància de l’especialització, de manera que cada biofoundry tinga un punt fort. “Fent una analogia, el que plantegem és seguir el model que s’empra, per exemple, en la indústria automobilística”, assenyala Jonathan Tellechea.
Cap a una futura València biofoundry
Actualment, existeix ja una aliança a nivell global, que integra a 15 biofoundries a Europa, però a Espanya no existeix cap. “Per això un dels propòsits d’aquest article és fomentar que Espanya compte amb un d’aquests centres de referència i València, pel seu potencial en aquest camp de la biotecnologia i enginyeria, podria liderar aquesta iniciativa”, destaca Pablo Carbonell.
En el seu full de ruta, l’equip del ai2-UPV, l’I2SysBio (CSIC-UV) i el CBGP (UPM-INIA/CSIC) indica a més que els laboratoris i en general els països que no aprofiten i fomenten el moviment del sector de l’enginyeria biològica cap a l’automatització perdran l’oportunitat d’atraure talent i de competir per projectes i oportunitats molt valuoses en un futur a mitjà i llarg termini.
Trends in Biotechnology és la publicació de major impacte en biotecnologia, després de Nature Reviews i Nature Biotechnology, segons el rànquing de JCR.
Aplicacions
En una biofoundry, bàsicament el que es busca és desenvolupar qualsevol producte de base biològica d’una manera el més eficient i industrial possible. I les seues aplicacions poden ser múltiples: des de molècules per a productes d’alimentació sostenible, nutrició, aromes i cosmètica, tints i fibres naturals, biomaterials d’alt rendiment o bioplàstics d’economia circular, a molècules terapèutiques o anticossos que puguen aplicar-se al tractament de diferents patologies -en aquests últims mesos, moltes de les actuals biofoundries s’han centrat en el desenvolupament de components per a fer front a la pandèmia- entre altres.
El treball, desenvolupat per l’equip de l’Institut d’Automàtica i Informàtica Industrial (ai2, UPV), també ha comptat amb la participació de personal investigador del Centre de Biotecnologia i Genòmica de Plantes (CBGP), centre mixt de la Universitat Politècnica de Madrid (UPM), l’Institut Nacional d’Investigació i Tecnologia Agrària i Alimentació (INIA, CSIC).
Referència:
Tellechea-Luzardo, J., Otero-Muras, I., Goñi-Moreno, A., Carbonell, P. Fast biofoundries: coping with the challenges of biomanufacturing. Trends in Biotechnology, 2022. doi:10.1016/j.tibtech.2021.12.006
Irene Otero Muras, investigadora del I2SysBio participant en l’estudi.