Navarra impulsa la biología sintética con un proyecto de 1,46 millones que abre nuevas vías para salud e industria
Siete entidades navarras han desarrollado nanobodies, biosensores y microorganismos modificados tras más de dos años de investigación coordinada por FIMA/Cima Universidad de Navarra dentro del reto SIBERIA.
El proyecto SYNTHBIOMICS ha finalizado en Navarra después de más de dos años de investigación para desarrollar nuevas aplicaciones de la biología sintética en la salud, la alimentación, la energía sostenible y la descarbonización industrial. La iniciativa ha reunido a siete entidades navarras bajo la coordinación de FIMA/Cima Universidad de Navarra.
El Departamento de Industria, y de Transición Ecológica y Digital Empresarial ha concedido 1,46 millones de euros al proyecto, incluido en el reto SIBERIA de la convocatoria de Proyectos Estratégicos de I+D 2023-2026. La colaboración ha permitido avanzar en soluciones biotecnológicas destinadas a varios ámbitos considerados estratégicos.
La Fundación para la Investigación Médica Aplicada (FIMA), a través del Cima Universidad de Navarra, ha coordinado un consorcio formado también por CNTA, CENER, NASERTIC, Centro Stirling–MC3, TAIREL DATA y NUCAPS Nanotechnology.
El trabajo de estas entidades se ha centrado en tres grandes líneas de investigación. La primera ha abordado el desarrollo de nanobodies sintéticos con potencial diagnóstico y terapéutico, mientras que la segunda ha buscado nuevos elementos de reconocimiento para biosensores capaces de detectar contaminantes alimentarios.
La tercera línea ha estudiado la modificación de microorganismos para que puedan transformar gases ricos en carbono en compuestos químicos de interés. Esta investigación ha buscado sentar las bases de futuros procesos industriales vinculados a la descarbonización y al aprovechamiento de emisiones.
El investigador principal del proyecto y director científico del Cima Universidad de Navarra, Antonio Pineda-Lucena, ha señalado que SYNTHBIOMICS ha demostrado que Navarra dispone de capacidades complementarias para afrontar proyectos complejos de biología sintética.
Estas capacidades abarcan desde el diseño y la síntesis de ADN hasta la caracterización funcional y la posible valorización de los resultados. “SYNTHBIOMICS ha demostrado que Navarra dispone de capacidades complementarias para abordar proyectos complejos de biología sintética”, ha valorado Pineda-Lucena.
El proyecto ha concluido con nuevas librerías, candidatos y cepas modificadas, además de prototipos, metodologías e infraestructuras. Estos resultados han reducido la incertidumbre tecnológica y han establecido una base para poner en marcha futuras iniciativas de investigación.
Los siguientes pasos incluirán la validación individual de los nanobodies y aptámeros seleccionados. También se prevé evaluar las nanopartículas dirigidas en células, mejorar los biosensores y optimizar las rutas microbianas destinadas al aprovechamiento de gases ricos en carbono.
En el área de la salud, el Cima Universidad de Navarra ha construido una librería sintética de nanobodies mediante sistemas de presentación en levadura. Esta librería ha alcanzado una diversidad aproximada de diez millones de variantes.
También se han optimizado los procedimientos para seleccionar, secuenciar, producir y caracterizar candidatos capaces de reconocer distintas dianas biomédicas. El objetivo ha sido facilitar la identificación de moléculas con posibles aplicaciones diagnósticas o terapéuticas.
Por su parte, TAIREL DATA ha desarrollado un sistema bioinformático apoyado en inteligencia artificial. Esta herramienta ha permitido procesar más de cien millones de lecturas y obtener cerca de 87 millones de secuencias validadas.
NASERTIC ha aportado personal e infraestructuras avanzadas para realizar las diferentes técnicas y procedimientos de secuenciación masiva. Su participación también ha incluido tareas de computación, análisis bioinformático y síntesis enzimática de ADN.
NUCAPS Nanotechnology, en colaboración con el Cima, ha estudiado la incorporación de nanobodies a nanopartículas de zeína. La investigación ha buscado desarrollar sistemas que permitan una administración dirigida de sustancias activas.
Los trabajos han conseguido obtener partículas homogéneas y optimizar los mecanismos de unión. Además, se han establecido procedimientos para prepararlas en condiciones compatibles con futuros ensayos celulares.
En el ámbito de la seguridad alimentaria, CNTA ha generado y seleccionado librerías de aptámeros frente al PFOA, un compuesto perteneciente al grupo de contaminantes PFAS, y frente a la acrilamida.
El proceso ha permitido identificar secuencias candidatas con patrones de enriquecimiento compatibles con una mayor capacidad de reconocimiento. Estos elementos podrían utilizarse en el futuro para detectar de forma específica determinados contaminantes alimentarios.
De manera paralela, el Centro Stirling–MC3 ha desarrollado materiales y procedimientos para integrar biomoléculas en biosensores impresos. Entre los resultados figura una biotinta funcionalizable a medida para realizar detecciones electroquímicas específicas.
En el área de la descarbonización, CENER ha diseñado seis rutas metabólicas sintéticas destinadas a producir acetona. Posteriormente, las ha introducido en una bacteria acetogénica anaerobia.
Cuatro de las combinaciones han mostrado actividad en presencia de fructosa. Las cepas también han mantenido su actividad metabólica durante el proceso de adaptación a mezclas de dióxido de carbono e hidrógeno.
Esta parte del proyecto ha permitido desarrollar técnicas de ingeniería metabólica e identificar las principales limitaciones biológicas y de proceso. Esas dificultades deberán abordarse en futuras fases antes de avanzar hacia posibles aplicaciones industriales.
SYNTHBIOMICS ha formado parte del reto SIBERIA, incluido en la convocatoria de ayudas a proyectos estratégicos de I+D 2023-2026 gestionada por el Departamento de Industria, y de Transición Ecológica y Digital Empresarial.
Este reto ha impulsado desde 2019 un total de 13 proyectos diferentes relacionados con la biotecnología. Las iniciativas se han orientado a generar, desarrollar y utilizar técnicas moleculares para obtener organismos o productos con aplicaciones en la investigación y la explotación industrial.