Un equipo del Instituto ai2 de la UPV ha publicado en Trends in Biotechnology un trabajo que detalla las claves para la creación a nivel global de biofactorías. En el trabajo participa la investigadora del I2SysBio Irene Otero Muras.

Un equipo de la Universitat Politècnica de València (UPV) perteneciente al Instituto de Automática e Informática Industrial (ai2) y en el que también han participado investigadores del Instituto de Biología Integrativa de Sistemas (I2SysBio), centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universitat de València, acaba de publicar en la revista Trends in Biotechnology un trabajo que, por primera vez, propone una hoja de ruta para la automatización, mediante robots, de labores tediosas en laboratorios y otros conceptos esenciales como siguiente paso de desarrollo de la ingeniería biológica. Estos laboratorios, que integran varias tecnologías punteras, se conocen como biofoundries (biofactorías).

Hasta hace poco tiempo, los avances en la ingeniería biológica se hacían de manera manual, gen a gen. Esto se traducía en largos periodos de desarrollo para que los productos llegasen a fases finales próximas al mercado. En los últimos años, el abaratamiento y el escalado de tecnologías como la secuenciación masiva, el diseño computacional y la síntesis de ADN a la carta han permitido que la biología sintética o ingeniería de la biología se acerque a su objetivo de equiparar la biotecnología con disciplinas más establecidas como la computación o la ingeniería. El último avance que puede ayudar a dar el paso final hacia el afianzamiento de la ingeniería biológica es la automatización de labores tediosas de laboratorio. El uso de robots como los manipuladores de líquidos permite a los equipos realizar tareas de alto rendimiento minimizando el tiempo necesario, abaratando costes y reduciendo el error humano.

“Las biofoundries son consideradas como la evolución lógica de los laboratorios actuales en el sector, adaptándose al afianzamiento de factores como la automatización, la inteligencia artificial, la disponibilidad casi inmediata de DNA sintético y la necesidad de avanzar más rápido en sectores como la biomanufactura”, apunta Pablo Carbonell, investigador del Instituto ai2 de la Universitat Politècnica de València.

Revolución

Según explica el equipo de investigadores, la transición para el establecimiento de las biofoundries, clave para el futuro de la ingeniería biológica, conlleva un cambio de paradigma completo y requiere de planificación, financiación y el desarrollo de un modelo sostenible en el tiempo. Por este motivo, en el artículo señalan diferentes pasos indispensables para embarcarse en la transformación de un laboratorio o centro de investigación en una biofoundry.

“Como primer paso es necesario llevar a cabo un exhaustivo análisis tecno-económico, del ciclo de vida del producto o productos que vamos a desarrollar, un completo análisis de mercado que garantice la sostenibilidad de la biofoundry. Y resulta importantísimo también que se ubique cerca de los centros de investigación e industria vinculada al sector”, apunta Jonathan Tellechea, investigador también del Instituto ai2 y otro de los autores del estudio.

Por otro lado, los investigadores resaltan la importancia de la especialización, de modo que cada biofoundry tenga un punto fuerte. “Haciendo una analogía, lo que planteamos es seguir el modelo que se emplea, por ejemplo, en la industria automovilística”, señala Jonathan Tellechea.

Hacia una futura Valencia biofoundry

Actualmente, existe ya una alianza a nivel global, que integra a 15 biofoundries en Europa, pero en España no existe ninguna. “Por eso uno de los propósitos de este artículo es fomentar que España cuente con uno de estos centros de referencia y València, por su potencial en este campo de la biotecnología e ingeniería, podría liderar esta iniciativa”, destaca Pablo Carbonell.

En su hoja de ruta, el equipo del ai2-UPV, el I2SysBio (CSIC-UV) y el CBGP (UPM-INIA/CSIC) indica además que los laboratorios y en general los países que no aprovechen y fomenten el movimiento del sector de la ingeniería biológica hacia la automatización perderán la oportunidad de atraer talento y de competir por proyectos y oportunidades muy valiosas en un futuro a medio y largo plazo.

Trends in Biotechnology es la publicación de mayor impacto en biotecnología, después de Nature Reviews y Nature Biotechnology, según el ranking de JCR.

Aplicaciones

En una biofoundry, básicamente lo que se busca es desarrollar cualquier producto de base biológica de una manera lo más eficiente e industrial posible. Y sus aplicaciones pueden ser múltiples: desde moléculas para productos de alimentación sostenible, nutrición, aromas y cosmética, tintes y fibras naturales, biomateriales de alto rendimiento o bioplásticos de economía circular, a moléculas terapéuticas o anticuerpos que puedan aplicarse al tratamiento de diferentes patologías -en estos últimos meses, muchas de las actuales biofoundries se han centrado en el desarrollo de componentes para hacer frente a la pandemia- entre otras.

El trabajo, desarrollado por el equipo del Instituto de Automática e Informática Industrial (ai2, UPV), también ha contado con la participación de personal investigador del Centro de Biotecnología y Genómica de Plantas (CBGP), centro mixto de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM) y el Instituto Nacional de Investigación y Tecnología Agraria y Alimentación (INIA, CSIC).

 

Referencia:

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

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Irene Otero Muras, investigadora del I2SysBio participante en el estudio.

 

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