TECNOLOGÍAS HABILITADORAS

BIOTECNOLOGÍAS / TECNOLOGÍAS DE CIENCIAS DE LA VIDA

Habilitadores clave para abordar problemas sociales complejos a una escala molecular o celular, como los planteados en el ámbito de la medicina personalizada, la biología de sistemas o el uso sostenible de recursos biológicos. Se incluyen tecnologías bio-inspiradas como biomateriales avanzados y bioelectrónica, ingeniería biomédica y tecnologías de neurociencia.

Industrial Biotechnology

Tecnologías y sistemas basados en la aplicación de la biotecnología (síntesis enzimática de compuestos biológicos y/o producción de biocatalizadores mediante fermentación) para el procesado y producción a nivel industrial de químicos, materiales o combustibles, de forma medioambientalmente sostenible y rentable.

  • Bioproduction of high value compounds. Tecnologías y procesos para la generación de nuevas sustancias o compuestos de altas prestaciones o alto valor para otras industrias a partir de plantas, biomasas terrestres, marinas o fuentes renovables. Por ejemplo, nuevas biomoléculas como pigmentos, lípidos, ácidos grasos, proteínas, antioxidantes, compuestos bioactivos, etc. para el sector farmacéutico, cosmético o químico.
  • Bioproduction of raw materials and bio-based products. Tecnologías y procesos para la generación de materias primas o productos industrialmente útiles de una forma más eficiente a la actual (i.e. menor consumo energético o menores productos secundarios).

Biology automation technologies

Tecnologías y sistemas para la automatización (o apoyo) a procesos de desarrollo o I+D en biotecnología. Se incluyen:

  • High throughput biology. Dispositivos y equipos para la automatización de experimentos en el campo de la biología celular de tal forma que su repetibilidad a gran escala sea factible, soportando mediciones bioquímicas y biofísicas cuantitativas masivas en paralelo de millones de genes, proteinas y metabolitos.
  • Automation for biology. Soluciones automatizadas inteligentes orientadas a incrementar la productividad, calidad y reproducibilidad de los procesos de I+D en el campo de la biología o bioingeniería, cubriendo diversas etapas del proceso mediante la combinación de robótica e inteligencia artificial
  • Biologisation of manufacturing. Tecnologías para el uso y producción de moléculas y sistemas biológicos complejos a escala industrial. 

Industrial Biotechnology

Tecnologías y sistemas basados en la aplicación de la biotecnología (síntesis enzimática de compuestos biológicos y/o producción de biocatalizadores mediante fermentación) para el procesado y producción a nivel industrial de químicos, materiales o combustibles, de forma medioambientalmente sostenible y rentable.

  • Bioproduction of high value compounds. Tecnologías y procesos para la generación de nuevas sustancias o compuestos de altas prestaciones o alto valor para otras industrias a partir de plantas, biomasas terrestres, marinas o fuentes renovables. Por ejemplo, nuevas biomoléculas como pigmentos, lípidos, ácidos grasos, proteínas, antioxidantes, compuestos bioactivos, etc. para el sector farmacéutico, cosmético o químico.
  • Bioproduction of raw materials and bio-based products. Tecnologías y procesos para la generación de materias primas o productos industrialmente útiles de una forma más eficiente a la actual (i.e. menor consumo energético o menores productos secundarios).

Biology automation technologies

Tecnologías y sistemas para la automatización (o apoyo) a procesos de desarrollo o I+D en biotecnología. Se incluyen:

  • High throughput biology. Dispositivos y equipos para la automatización de experimentos en el campo de la biología celular de tal forma que su repetibilidad a gran escala sea factible, soportando mediciones bioquímicas y biofísicas cuantitativas masivas en paralelo de millones de genes, proteinas y metabolitos.
  • Automation for biology. Soluciones automatizadas inteligentes orientadas a incrementar la productividad, calidad y reproducibilidad de los procesos de I+D en el campo de la biología o bioingeniería, cubriendo diversas etapas del proceso mediante la combinación de robótica e inteligencia artificial
  • Biologisation of manufacturing. Tecnologías para el uso y producción de moléculas y sistemas biológicos complejos a escala industrial. 

Omics technologies

Abarca aquellas tecnologías que puedan ayudar a explicar las vías, redes y procesos celulares normales y anormales a través de la monitorización simultánea de miles de componentes moleculares.

  • Omics analysis. Tecnologías y soluciones para el estudio y análisis de la estructura, función y evolución del genoma (genómica), ARN (transcriptómica), proteínas (proteómica), o metabolitos (metabolómica) en muestras biológicas. Se incluye también la epigenética.
  • Genomic engineering/Synthetic Genomes. Tecnologías de soporte a la ingeniería genómica y a la producción de genomas sintéticos para diferentes aplicaciones.

Synthetic biology

Tecnologías para el diseño, fabricación y/o modificación de materiales genéticos en organismos vivos, mediante principios de ingeniería (como estandarización, modularidad e interoperabilidad), para el diseño y construcción de nuevas partes biológicas, dispositivos o sistemas. Se incluyen en este grupo la producción de proteínas membrana sintéticas (synthetic membrane proteins), los sistemas bioproductivos libres de células (cell-free bioproduction systems), la ingeniería hacia delante y metabólica (Metabolic and forward engineering), y la Bioingeniería.

Regenerative medicine and tissue engineering

Tecnologías, métodos y procesos orientados a regenerar, reparar o reemplazar células, órganos o tejidos dañados o enfermos. Se incluye la generación y uso de células madre terapéuticas, la ingeniería de células y tejidos,  y la producción de prótesis y órganos artificiales.

Neurotechnologies

Tecnologías para interactuar con el cerebro y sistema nervioso con el fin de investigar, acceder y manipular la estructura y función de los sistemas neuronales. Por ejemplo, para apoyar los estudios de investigación del cerebro o la inteligencia artificial, o para la fabricación de dispositivos que permitan reparar o sustituir funciones cerebrales o tratar enfermedades mentales. Se incluyen: tecnologías optogenéticas, tecnologías de neuromodulación, interfaces cerebro-ordenador, y modelado de comportamiento humano.

Biosensors and Biochips

Dispositivos miniaturizados para la medición y análisis de parámetros biológicos o químicos. Se incluyen en este grupo distintas tecnologías:
  • Biosensors. Dispositivos de sensorización o medición diseñados específicamente para la estimación de un material biológico específico, integrando para ello un componente de naturaleza biológica y otro físico-químico. Sus aplicaciones varían desde la monitorización de la glucosa, la detección de pesticidas y contaminantes, o la detección de patógenos o sustancias tóxicas.
  • Nanobiosensors. Biosensores que emplean nanomateriales como bioreceptores, aportando una elevada sensibilidad química y biológica frente a otros tipos de biosensores. Se incluyen biosensores basados en nanopartículas, sensores basados en nanotubos y los sensores basados en nanofibras.
  • Bioactivators, Bioactuators. Actuadores dirigidos por señales biológicas.
  • Biochips, Lab-on-a-chip. Micro-laboratorios integrados en un único chip capaces de realizar cientos de reacciones bioquímicas simultáneas (a escala de microfluidos), para el análisis y testeo de muestras y compuestos biológicas. Ejemplos de aplicaciones son las pruebas inmunológicas o de ácidos nucleicos sin necesidad de apoyo de un laboratorio.
  • Organ-on-a-chip. Sistemas de cultivo celular que simulan el microambiente y aspectos funcionales clave de órganos vivos a escala microscópica (microfluidos en 3D). Sus aplicaciones más relevantes son en farmacología, para la prueba de nuevos medicamentos y para estudios de toxicología y ensayos clínicos, reemplazando pruebas en animales.