Biocop: Sistema biotecnológico para el monitoreo de aguas contaminadas

Dr.Sylvain Marcellini, investigador principal del Laboratorio LADE de la Fac. Cs. Biológicas UdeC junto a Héctor Castillo, parte del equipo científico de Biocop

Biocop, uno de los ocho proyectos adjudicados en nuestro 1er Concurso Innbio, es una tecnología desarrollada por el equipo científico liderado por el Dr. Sylvain Marcellini en el Laboratorio de Desarrollo y Evolución (LADE) de la Facultad de Ciencias Biológicas de la Universidad de Concepción.

Dado el fenómeno de desertificación observado a nivel mundial, y el aumento de la contaminación derivado de la actividad industrial, el proyecto Biocop se ideó para proteger las reservas de agua potable propicia para el consumo humano que, en la actualidad, se están convirtiendo en un escaso recurso. Consiste en un moderno sistema de alerta temprana diseñado para monitorear la presencia de ciertos tipos de contaminantes tóxicos que pueden encontrarse en fuentes de aguas ambientales e industriales.

Específicamente se trata del monitoreo de una familia de contaminantes que se conocen como Compuestos Orgánicos Persistentes (COPs) que incluyen a las dioxinas y furanos. Son altamente tóxicos, resistentes a la degradación y son productos secundarios – indeseados – de procesos tales como la incineración de residuos, fundiciones, blanqueo de celulosa y manufactura de químicos.

Según la Organización Mundial de Salud, el 90% de la exposición humana a estas dioxinas se produce por medio de los alimentos, en particular los productos cárnicos y lácteos, pescados y mariscos. Dichos contaminantes tienen una elevada toxicidad y pueden provocar problemas de reproducción y desarrollo, afectar el sistema inmunitario, interferir con hormonas y, de ese modo, causar cáncer.

Si bien ya existen mecanismos para determinar la presencia de estos compuestos tóxicos, éstos incluyen métodos analíticos sofisticados, de alta sensibilidad y complejidad que suelen ser lentos y muy caros. Por esta razón, sólo unos pocos laboratorios en el mundo los pueden realizar.

Biocop es una innovadora alternativa, más rápida, más limpia y más barata frente a estos análisis tradicionales. Consiste en un biosensor, basado en células genéticamente modificadas, capaz de detectar bajas concentraciones de COPs en aguas ambientales e industriales. Además, su bajo costo permitiría la realización de un sistema de monitoreo constante de dichos contaminantes y no sólo el análisis en períodos aislados de tiempo, como se realiza actualmente.

Para llegar al primer prototipo de esta solución se necesitaron cinco años de investigaciones y experimentos que comenzaron con la llegada al LADE de Gastón Otárola, en ese tiempo estudiante de la carrera de Bioingeniería. Estos análisis concluyeron en el diseño de un bioensayo y contaron con el apoyo de tesis otorgado por Innova Bio Bío y la posterior adjudicación de un fondo de Valorización de Investigación en la Universidad, VIU.

“Biocop es el resultado de un largo trabajo científico que comenzó con las tesis de pre y postgrado de Gastón en nuestro Laboratorio, que continua desarrollando Héctor Castillo, Ingeniero en Biotecnología Marina y actual tesista del Magíster en Bioquímica y Bioinformática de la UdeC, y que junto a Rodrigo Méndez, tesista de la carrera de Bioquímica, buscan llegar a un biosensor optimizado que se convierta en un servicio de análisis de aguas industriales potencialmente contaminadas,” explicó el Dr. Marcellini.

Los COPs se encuentran en muy bajas concentraciones, lo que no quiere decir que por ello dejen de ser potencialmente peligrosos, sino que para ser detectados tradicionalmente se requieren distintas etapas: purificación, extracción y concentración de dichos componentes. Biocop, gracias al desarrollo de técnicas biotecnológicas, permitirá eliminar la etapa de extracción, lo que disminuye costos monetarios y tiempo de espera.

El trabajo que lideró Héctor consistió en optimizar y estandarizar los protocolos de operación del bioensayo, tanto a nivel de cultivo celular como en algunos modelos transgénicos. “Nuestros resultados fueron positivos y nos indican que podemos seguir avanzando en modelos in vivo, y en eso estamos trabajando ahora,” explicó Castillo.

DSC_0159

Ceremonia premiación 1er Concurso Innbio (Agosto 2016)

“Gracias al financiamiento que nos entrega el Concurso Innbio nosotros esperamos cumplir dos metas principales. Primero, caracterizar de mejor forma el panel de agentes tóxicos detectados por nuestro modelo y la sensibilidad alcanzada; y segundo, lograr el primer bioensayo para COPs que pueda prescindir de extracción de contaminantes,” puntualizó Marcellini.

Finalmente, uno de los aspectos clave que se debe considerar a la hora de pensar en la implementación de proyectos de I+D es el resguardo y protección intelectual de los resultados científicos. En este sentido, el equipo liderado por el Dr. Marcellini recibió la asesoría de la Unidad de Propiedad Intelectual (UPI) de la Universidad y Biocop ya cuenta con una patente aceptada. La idea es avanzar en la transferencia tecnológica y en la creación de una empresa,  junto al apoyo de Innbio, la Oficina de Transferencia y Licenciamiento (OTL UdeC) e IncubaUdeC.

Para el Dr. Marcellini el soporte que ofrece la Universidad de Concepción, a través de las Unidades de la Vicerrectoría de Investigación y Desarrollo, es fundamental para lograr un impacto directo de las ciencias en la sociedad. “Si queremos ofrecer un servicio o crear una empresa de base científica, necesitamos contar con ciertas competencias y habilidades que no necesariamente manejamos en los laboratorios. Por ejemplo, para la protección intelectual de nuestros resultados o para la vinculación efectiva con empresas para realizar nuestros análisis y/o experimentos nos apoyamos, y nos seguiremos apoyando, en estos profesionales especializados con los que cuenta la UdeC,” concluyó el investigador.

Fuente: Plataforma INNBIO