Cinco tecnologías que podrían optimizar procesos y productos de distintas áreas e industrias

Con desarrollos que van desde biocompuestos hasta soluciones bioinformáticas, el Centro de Biotecnología y Bioingeniería se encuentra a la vanguardia en la investigación básica y aplicada de soluciones que optimicen procesos y productos de distintas áreas e industrias.

En el Centro de Biotecnología y Bioingeniería se realizan investigaciones en las más diversas líneas, de manera interdisciplinaria. Esto quiere decir que se aborda un problema desde distintas especialidades, lo que acelera el desarrollo de soluciones.

“Tenemos cuatro grandes áreas en las que estamos trabajando con esta mirada. En el área de biocompuestos, por ejemplo, buscamos desarrollar enzimas, péptidos y muchos otros productos, usando herramientas de la ingeniería genética, la biología sintética y el modelamiento matemático”, señala el Doctor Juan Asenjo, director de CeBiB.

Nuevos compuestos
El enfoque interdisciplinario del centro le permite abordar toda la cadena de producción de biocompuestos: “Podemos aislar microorganismos de ambientes extremos en busca de compuestos de interés para diversas industrias, estudiar su genómica y metabolismo para buscar las condiciones óptimos de cultivo o introducir mejoras genéticas que incrementen la producción del compuesto que estamos buscando”, señala María Isabel Guerra, Directora de Transferencia Tecnológica de CeBiB. Un ejemplo de ello es un set de enzimas antárticas cuyo desarrollo fue recientemente premiado por AmCham (ver recuadro).

Lo mismo se aplica a la búsqueda de aprovechar diversas biomasas: “En el caso de la algas, tenemos experiencias que van desde el cultivo de granjas de algas hasta el desarrollo de tecnologías para la extracción de los compuestos de interés en ellas”, explica María Elena Lienqueo, investigadora titular de CeBiB.

María Isabel Guerra señala que, en la actualidad, CeBiB cuenta con un portafolio de más de 15 tecnologías, de les cuales destaca algunas por su grado de avance y aplicabilidad.

ENZIMAS ANTÁRTICAS

“Antarctic Enzymes” surge de una investigación iniciada por el Dr. Juan Asenjo, director de CeBiB. Consiste en un set de enzimas obtenidas de microorganismos antárticos, modificadas y mejoradas a través de ingeniería genética, capaces de hacer catálisis a bajas temperaturas y que pueden ser utilizadas en industrias como la de alimentos, detergentes y de desarrollo de biofármacos, entre otras. “Las enzimas que hoy se usan en diversas industrias funcionan de manera óptima a temperaturas altas, por lo que -en procesos a menor temperatura- se necesita incrementar su concentración para alcanzar la eficiencia que se requiere”, señala Daniela Vaisman, investigadora de CeBiB del equipo que hoy trabaja en este proyecto. El set de Antarctic Enzymes -que ya cuenta con tres patentes- presenta alta actividad y estabilidad a bajas temperaturas, por lo que no se requiere su uso en altas concentraciones sino que las óptimas, entre muchas otras ventajas frente a las enzimas industriales hoy en uso. Esto, en un mercado en permanente crecimiento, que en 2015 superó los US$ 8 mil millones y que se estima se duplicará hacia 2024, pudiendo superar los US$ 18 mil millones.

TECNOLOGÍA PARA OBTENER ANTIOXIDANTES DE ALGAS

Los florotaninos son un tipo de antioxidante producido solamente por las algas pardas, como el huiro, presente en abundancia en Chile. Está siendo estudiada por su potente bioactividad como antioxidante, antimicrobiano e, incluso, anticancerígeno. “Podría ser utilizado en la industria alimentaria o nutracéutica, para preservar alimentos con un compuesto natural, o en la industria farmacéutica”, explica Ma. Isabel Guerra. En CeBiB se ha desarrollado una tecnología basada en enzimas obtenidas de la misma macroalga para extraer los florotaninos de la biomasa y en el uso de resinas macroporosas para su purificación. “Este sistema alcanza altos niveles de rendimiento y producción, es amigable con el medio ambiente al no usar tóxicos en la extracción y purificación, y requiere menor consumo de energía”, explica Allison Leyton, investigadora de CeBiB. De acuerdo con Ma. Isabel Guerra, “ahora estamos buscando probar los excelentes resultados obtenidos a nivel de prueba de concepto, en una planta piloto”.

SISTEMA DE COMPRESIÓN Y MANEJO DE DATOS GENÓMICOS

El área de Bioinformática de CeBiB ha desarrollado un proyecto, liderado por los investigadores titulares Gonzalo Navarro y Mauricio Marín, que optimiza el manejo de grandes volúmenes de datos. “La aplicación en la que estamos trabajando es un sistema de almacenamiento y compresión de información genómica, que es transparente para el usuario en cuanto a su manejo y que alcanza alta eficiencia en la compresión y menor tiempo de transferencia de archivos”, explica Gonzalo Navarro. La gran ventaja es que, a diferencia de las soluciones existentes, los archivos no requieren ser descomprimidos para su lectura y análisis. Además, “puede incorporar tantas herramientas de búsqueda y procesamiento como sea necesario, de manera que el desarrollo final esté completamente alineado con las necesidades de los usuarios”, agrega Mauricio Marín. Ya existen acuerdos para probar un prototipo de la tecnología por parte de la empresa Genoma Mayor, como paso previo para la integración de servicios complementarios.

TERAPIA GÉNICA CONTRA EL ALCOHOLISMO

Liderado por el doctor Juan Asenjo, un equipo de CeBiB ha desarrollado una terapia génica contra el alcoholismo, que se basa en el uso de tres vectores virales modificados genéticamente. En el organismo, anulan el metabolismo del alcohol, generando molestas reacciones que incluyen dolores de cabezas y nauseas. Las personas eliminarían su consumo y se harían siendo cada vez más intolerantes al alcohol. “La efectividad de esta terapia ha sido probada con éxito en ensayos pre-clínicos en modelos animales y los siguientes pasos son probar su eficacia en ensayos clínicos de fase I”, indica Ma. Isabel Guerra.

ÁCIDO HIALURÓNICO DESDE NUEVAS FUENTES

El mercado global del ácido hialurónico (HA) alcanzó más de US$ 6,5 mil millones en 2014 y se espera que para 2020 llegue a casi US$ 11 mil millones. Pero su producción actual proviene de la extracción de tejido animal o a través de la fermentación usando una cepa de estreptococo. “La búsqueda de nuevas materias primas para obtener ácido hialurónico se ha transformado en un imperativo, visto el creciente mercado para este compuesto”, señala la investigadora Daniela Vaisman. En CeBiB se ha desarrollado con éxito una nueva tecnología basada en bacterias genéticamente modificadas que producen ácido hialurónico usando el azúcar que extraen de residuos forestales y de algas. “El siguiente paso es llevar la producción de este compuesto a escala piloto en las condiciones óptimas testeadas en laboratorio”, agrega Isabel Guerra.