HACIA LA BIOMANUFACTURA INTELIGENTE 4.0 EN PROCESOS DE PRODUCCION DE PROTEINAS RECOMBINANTES EN FACTORIAS CELULARES DE LEVADURAS

EL CONCEPTO DE INDUSTRIA 4.0 HA SIDO GLOBALMENTE ACEPTADO POR GOBIERNOS Y ORGANIZACIONES ECONOMICAS COMO UNA NUEVA REVOLUCION INDUSTRIAL IMPULSADA POR TECNOLOGIAS EMERGENTES COMO INTERNET DE LAS COSAS (IOT), INTELIGENCIA ARTIFICIAL (IA), REALIDAD VIRTUAL Y AUMENTADA (RA) Y OTRAS INNOVACIONES TECNOLOGICAS IMPULSADAS POR LAS CAPACIDADES DE INTERNET Y LA POTENCIA DE LOS ORDENADORES. LA CUARTA REVOLUCION INDUSTRIAL, TAMBIEN INDUSTRIA INTELIGENTE A SEMEJANZA DEL MODELO DE CIUDADES INTELIGENTES, INTEGRA LAS COMPETENCIAS APORTADAS POR LA TECNOLOGIA IOT EN LAS PLANTAS DE PRODUCCION CON EL FIN DE AUTOMATIZAR LAS OPERACIONES INDUSTRIALES. SIN EMBARGO, LA COMPLEJIDAD INTRINSECA Y VARIABILIDAD DE LAS BIOINDUSTRIAS HACEN QUE SU CAMINO HACIA LA DIGITALIZACION SEA DIFERENTE Y MAS COMPLEJO. LOS PROCESOS DE PRODUCCION Y PURIFICACION DEBEN ADAPTARSE A LOS REQUISITOS ESPECIFICOS DE LAS CELULAS VIVAS Y SUS PRODUCTOS. POR CONSIGUIENTE, LA BIOINDUSTRIA, ESPECIALMENTE LA BIOFARMACEUTICA, AUN ESTA LEJOS DE ESTAR COMPLETAMENTE AUTOMATIZADA. DE HECHO, MUCHOS PROTOCOLOS ESTAN AUN EN PROCESO DE ADAPTACION DESDE SISTEMAS MANUALES A AUTOMATIZADOS (INDUSTRIA 3.0). ADEMAS DEL POTENCIAL DE LAS OPERACIONES DE LA INDUSTRIA 4.0 PARA MEJORAR LA EFICIENCIA DEL BIOPROCESO, MAXIMIZANDO LA PRODUCTIVIDAD Y MANTENIENDO LA CALIDAD DEL PRODUCTO, LA BIOINDUSTRIA ACTUAL TAMBIEN REQUIERE ACELERAR EL DESARROLLO DE LOS BIOPROCESOS, REDUCIENDO EL TIEMPO DE COMERCIALIZACION DE NUEVOS BIOPRODUCTOS, EN ESPECIAL LOS BIOFARMACEUTICOS. DE ESTE MODO, ES UN OBJETIVO PRIORITARIO EL DESARROLLO DE PLATAFORMAS DE FACTORIAS CELULARES Y BIOPROCESOS ESTANDARIZADOS Y PREOPTIMIZADOS CAPACES DE PRODUCIR EFICIENTEMENTE EL BIOPRODUCTO DE INTERES DE MANERA SEGURA, REPRODUCIBLE Y ECONOMICAMENTE RENTABLE. ESTE PROYECTO TIENE COMO OBJETIVO FORTALECER LAS BIOINDUSTRIAS, Y EN PARTICULAR LAS BIOFARMACEUTICAS, DESARROLLANDO E INTEGRANDO TECNOLOGIAS CLAVE QUE PERMITAN LA TRANSICION HACIA LA ERA DE LAS BIOINDUSTRIAS INTELIGENTES. SE UTILIZARA COMO FACTORIA CELULAR MODELO LA LEVADURA PICHIA PASTORIS (KOMOGATAELLA PHAFFI), CONOCIDA POR SUS AMPLIAS APLICACIONES. EL PRODUCTO MODELO SELECCIONADO HA SIDO LOS “NANOBODIES” (ANTICUERPOS DE DOMINIO UNICO, VHH), ALTERNATIVAS ATRACTIVAS A LOS ANTICUERPOS CONVENCIONALES PARA MUCHAS APLICACIONES COMO FARMACOS NEUTRALIZANTES. CON ESTE FIN, SE BUSCA ACTUALIZAR LA PLATAFORMA P. PASTORIS ACTUAL HACIA UN SISTEMA PICHIA 4.0. ELLO INCLUYE EL DESARROLLO DE UN CHASIS DE NUEVAS CEPAS DISEÑADAS COMPUTACIONALMENTE, UN CONJUNTO AMPLIADO DE HERRAMIENTAS DE BIOLOGIA SINTETICA, EL USO DE BIOSENSORES Y EL DESARROLLO DE ESTRATEGIAS AVANZADAS DE CULTIVO. SE REALIZARA LA IMPLEMENTACION DE UN “GEMELO DIGITAL” (DT) PARA LA OBTENCION DE PRODUCTOS BIOFARMACEUTICOS DONDE LA APLICACION DE SENSORES EN LINEA SERVIRA DE PUENTE ENTRE LA FACTORIA CELULAR Y LOS MODELOS DE IA, DETECTANDO ANOMALIAS Y REALIZANDO PREDICCIONES DE COMPORTAMIENTO DEL SISTEMA EN LA NUBE A PARTIR DE DATOS EN TIEMPO REAL DEL PROCESO. EL CONTROL AUTONOMO EN TIEMPO REAL DEL BIOPROCESO DEMOSTRARA LAS CAPACIDADES 4.0 QUE CONLLEVA LA VISION ADAPTATIVA EN LA VALIDACION CONTINUADA DEL PROCESO (CPV). FINALMENTE, ESTA PLATAFORMA DESARROLLADA A NIVEL DE LABORATORIO (5 L) SE TRASLADARA A UNA ESCALA DE PLANTA PILOTO (60 L). EN RESUMEN, EL PROYECTO SE CENTRA EN LA INTENSIFICACION Y TRANSICION DE LA BIOMANUFACTURA INTELIGENTE EN BIOPROCESOS MICROBIANOS UTILIZANDO METODOLOGIAS DE VANGUARDIA EN EL MARCO DEL CONCEPTO BIOINDUSTRIA 4.0