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. Coordinado por la Fundación para la Investigación Médica Aplicada (FIMA), a través del Cima Universidad de Navarra, el proyecto 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 esta iniciativa, centrada en el reto Siberia sobre biotecnología, dentro de la convocatoria de Proyectos Estratégicos de I+D 2023-2026.
Junto a FIMA/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 abordar tres grandes líneas de investigación: 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.
El investigador principal del proyecto y director científico del Cima Universidad de Navarra, el doctor Antonio Pineda-Lucena, ha señalado que "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 sientan 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, además de optimizar los procedimientos para seleccionar, secuenciar, producir y caracterizar candidatos capaces de reconocer diferentes dianas biomédicas. Tairel Data, por su parte, 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 de secuenciación masiva, computación, análisis bioinformático y síntesis enzimática de ADN.
Por su parte, Nucaps, en colaboración con el Cima, estudió la incorporación de nanobodies a nanopartículas de zeína para desarrollar sistemas de administración dirigida de sustancias activas, unos trabajos que permitieron obtener partículas homogéneas, optimizar los mecanismos de unión y establecer procedimientos para su preparación en condiciones compatibles con futuros ensayos celulares.
En el ámbito de la seguridad alimentaria, CNTA generó y seleccionó librerías de aptámeros frente al PFOA, perteneciente al grupo de contaminantes PFAS, y frente a la acrilamida, un proceso que permitió identificar secuencias candidatas con patrones de enriquecimiento compatibles con una mayor capacidad de reconocimiento. Paralelamente, Centro Stirling-MC3 desarrolló 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 una 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 trabajo ha sido fundamental para asentar la base de futuros desarrollos con aplicaciones industriales y ha permitido avanzar en técnicas de ingeniería metabólica, además de identificar las limitaciones biológicas y de proceso que deberán abordarse en próximas fases.
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, enmarcó este proyecto dentro del reto Siberia, orientado a la búsqueda de soluciones innovadoras en biotecnología. Este reto ha impulsado ya el desarrollo de 13 proyectos diferentes desde 2019, dirigidos a la generación, el desarrollo y la utilización de técnicas moleculares para la obtención de organismos o sus productos con una orientación aplicada, impulsando soluciones para la investigación y la explotación industrial.
