SYNTHBIOMICS culmina con nuevas herramientas de biología sintética para la salud, la seguridad alimentaria y la descarbonización

El proyecto SYNTHBIOMICS, centrado en innovaciones disruptivas de Biología Sintética para impulsar la salud, la alimentación, la energía sostenible y la descarbonización industrial, ha finalizado tras más de dos años de investigación colaborativa. El proyecto, coordinado por el Cima Universidad de Navarra, ha reunido a siete entidades navarras para desarrollar soluciones biotecnológicas en ámbitos estratégicos. El departamento de Industria, y de Transición Ecológica y Digital Empresarial concedió 1,46 millones de euros a este proyecto, centrado en el reto SIBERIA sobre biotecnología, en la pasada convocatoria de Proyectos Estratégicos de I+D 2023-2026.

Junto con el Cima el consorcio ha contado con la participación de CNTA, CENER, NASERTIC, Centro Stirling–MC3, TAIREL DATA y NUCAPS Nanotechnology. Su trabajo conjunto ha permitido a SYNTHBIOMICS abordar tres grandes líneas de trabajo: el desarrollo de nanobodies sintéticos con potencial diagnóstico y terapéutico; la generación de nuevos elementos de reconocimiento para biosensores, destinados a detectar contaminantes alimentarios; y la modificación de microorganismos capaces de transformar gases ricos en carbono en compuestos químicos de interés.

Como indica el Dr. Antonio Pineda-Lucena, investigador principal del proyecto y director científico del Cima, “SYNTHBIOMICS ha demostrado que Navarra dispone de capacidades complementarias para abordar proyectos complejos de biología sintética, desde el diseño y la síntesis de ADN hasta la caracterización funcional y la posible valorización de los resultados”.

El proyecto concluye con nuevas librerías, candidatos, cepas modificadas, prototipos, metodologías e infraestructuras que reducen la incertidumbre tecnológica y establecen una base sólida para futuras iniciativas. Los próximos pasos incluirán la validación individual de los nanobodies y aptámeros seleccionados, la evaluación celular de las nanopartículas dirigidas, la mejora de los biosensores y la optimización de las rutas microbianas para el aprovechamiento de gases ricos en carbono.

Diferentes tecnologías al servicio de un objetivo común

En el área de la salud, el Cima ha construido una librería sintética de nanobodies mediante sistemas de presentación en levadura, con una diversidad del orden de diez millones de variantes. También se han optimizado los procedimientos para seleccionar, secuenciar, producir y caracterizar candidatos capaces de reconocer diferentes dianas biomédicas. TAIREL DATA ha desarrollado el sistema bioinformático, apoyado en inteligencia artificial, necesario para procesar más de cien millones de lecturas y obtener cerca de 87 millones de secuencias validadas, mientras que NASERTIC aportó personal e infraestructuras avanzadas para las diversas técnicas y procedimientos de secuenciación masiva, computación y análisis bioinformático y síntesis enzimática de ADN.

Por su parte, NUCAPS, en colaboración con Cima, estudió la incorporación de nanobodies a nanopartículas de zeína para desarrollar sistemas de administración dirigida de sustancias activas. Los trabajos permitieron obtener partículas homogéneas, optimizar los mecanismos de unión y establecer procedimientos para su preparación en condiciones compatibles con futuros ensayos celulares.

En seguridad alimentaria, CNTA generó y seleccionó librerías de aptámeros frente al PFOA, perteneciente al grupo de contaminantes PFAS, y frente a la acrilamida. El proceso permitió identificar secuencias candidatas con patrones de enriquecimiento compatibles con una mayor capacidad de reconocimiento. Centro Stirling–MC3 desarrolló paralelamente materiales y procedimientos para integrar biomoléculas en biosensores impresos, incluyendo una biotinta funcionalizable a medida para realizar detecciones electroquímicas específicas.

Por último, en el ámbito de la descarbonización, CENER diseñó seis rutas metabólicas sintéticas para producir acetona y las introdujo en la bacteria acetogénica anaerobia. Cuatro de las combinaciones mostraron actividad en presencia de fructosa y las cepas mantuvieron actividad metabólica durante su adaptación a mezclas de dióxido de carbono e hidrógeno. Este proyecto ha sido fundamental para asentar la base de futuros desarrollos con aplicaciones industriales y ha permitido el desarrollo de técnicas de ingeniería metabólica así como identificar las limitaciones biológicas y de proceso, que deberán abordarse en futuras fases.