Innovaciones en biomanufactura combaten la contaminación y mejoran eficiencia

Contaminación en la biomanufactura: un desafío constante

La contaminación es un temor constante para los científicos que trabajan con cultivos celulares en laboratorios. Un solo microbio o espora de hongo puede arruinar un experimento completo, lo que puede resultar en la pérdida de meses de trabajo y recursos. Sin embargo, el impacto de la contaminación se multiplica en el ámbito de la biomanufactura, donde las células vivas son utilizadas para producir una amplia variedad de productos, desde medicamentos hasta ingredientes alimentarios y materiales industriales. En este contexto, la contaminación no solo afecta la productividad, sino que también puede poner en peligro la salud pública si microorganismos dañinos logran ingresar a productos farmacéuticos.

Para mitigar este riesgo, muchas empresas adoptan un enfoque agresivo, utilizando vapor caliente para esterilizar su equipo. Aunque esta técnica es efectiva, también es costosa. La producción de vapor requiere una cantidad significativa de energía, y el equipo debe ser diseñado para soportar las altas temperaturas y presiones que se generan durante el proceso de esterilización. Esta práctica, que se remonta a las décadas de 1940 cuando Pfizer desarrolló métodos para la producción de penicilina, ha permanecido en uso durante más de medio siglo.

Alternativas a la esterilización convencional

Sin embargo, el vapor no es el único método disponible para esterilizar equipos en la biomanufactura. Hay otras técnicas, como el uso de reactores de un solo uso, que aunque efectivas, generan una cantidad considerable de desechos. Por otro lado, la luz ultravioleta (UV) también se ha explorado como una opción viable. Hasta hace poco, generar suficiente luz UV-C, que es esencial para la desinfección, era un proceso costoso. No obstante, el impacto de la pandemia de COVID-19 ha acelerado la producción de LEDs UV-C, haciendo que su coste haya disminuido notablemente.

Durante la crisis sanitaria, se observó una afluencia de capital hacia la fabricación de LEDs UV-C, lo que ha facilitado su accesibilidad y ha permitido a las empresas explorar nuevas formas de biomanufactura. Brian Heligman, cofundador y CEO de Biosphere, ha estado trabajando en esta área durante los últimos dos años, desarrollando un bioreactor de vidrio de tres litros que puede ser esterilizado completamente mediante luz UV.

Innovaciones en biomanufactura

El bioreactor diseñado por Biosphere utiliza cuatro potentes LEDs que iluminan cada rincón de la cámara y su instrumentación. Actualmente, la startup está llevando a cabo pruebas con ocho de estos bioreactores en el marco de un proyecto de 1.5 millones de dólares financiado por el Departamento de Defensa de los Estados Unidos. Este proyecto busca explorar formas de utilizar la biomanufactura para producir aceites de alto rendimiento.

La implementación de LEDs en lugar de métodos tradicionales de esterilización podría reducir significativamente los costos de biomanufactura, permitiendo la producción de materiales que antes resultaban demasiado caros. Heligman ha afirmado que, al simplificar la complejidad de estos sistemas, se puede establecer un "nuevo estándar" en la industria, haciendo que procesos que antes eran prohibitivos sean ahora viables.

Una nueva era en la producción

Heligman visualiza esta transición como una especie de electrificación del bioreactor. Al sustituir costosas válvulas de acero inoxidable y otros componentes por LEDs y cables, los costos podrían disminuir drásticamente. Además, al eliminar la necesidad de soportar altas temperaturas y presiones, sería posible fabricar los recipientes a partir de materiales más económicos, como plásticos, en ciertas aplicaciones.

Biosphere no se detiene en su bioreactor de tres litros; la empresa está trabajando en un bioreactor piloto que podrá contener aproximadamente 100 litros y que también será esterilizado utilizando su innovadora tecnología. El siguiente paso en su hoja de ruta es explorar diseños que sean capaces de manejar volúmenes aún mayores, entre 40,000 y 80,000 litros, lo que podría revolucionar la forma en que se realizan las operaciones en biomanufactura.

Inversión y futuro prometedor

La startup ha logrado captar 8.8 millones de dólares en financiación inicial, liderada por Lowercarbon Capital y VXI Capital, entre otros inversores como B37 Ventures, Caffeinated Capital, Founders Fund y GS Futures. Este respaldo financiero es un testimonio del potencial que muchos ven en la tecnología de Biosphere, así como de la necesidad de innovaciones en el sector de la biomanufactura.

La reducción de costos en biomanufactura puede permitir que se desarrollen soluciones más accesibles para la producción de medicamentos y otros productos esenciales.

La biomanufactura está en un punto de inflexión. Las innovaciones como la que Biosphere está desarrollando podrían marcar el inicio de una nueva era en la producción, donde los costos se reducen y la eficiencia se incrementa, todo mientras se minimiza el riesgo de contaminación. Esto no solo es relevante para las empresas, sino que también tiene implicaciones significativas para la salud pública y el acceso a tratamientos y productos de calidad.

Retos y oportunidades en la industria

Sin embargo, el camino hacia la adopción generalizada de estas nuevas tecnologías no está exento de desafíos. La industria de la biomanufactura es tradicionalmente conservadora y puede ser reacia a adoptar cambios radicales. Además, la regulación y los estándares de calidad son aspectos cruciales que deben ser considerados. La seguridad de los productos biomanufacturados es de suma importancia, y cualquier nueva tecnología deberá demostrar su eficacia y fiabilidad antes de ser aceptada en el mercado.

A pesar de estos desafíos, el interés en la biomanufactura está en aumento, especialmente en el contexto de la sostenibilidad y la reducción de desechos. A medida que más empresas y gobiernos buscan formas de minimizar su huella ecológica, la biomanufactura se posiciona como una solución viable que puede contribuir a un futuro más sostenible.

La biomanufactura tiene el potencial de transformar industrias enteras, desde la farmacéutica hasta la alimentaria, al ofrecer métodos de producción más limpios y eficientes.

El futuro de la biomanufactura parece prometedor, y empresas como Biosphere están a la vanguardia de esta revolución. Con innovaciones que desafían el status quo y la capacidad de atraer inversión, la biomanufactura podría estar en camino a convertirse en un pilar fundamental de la producción moderna, ofreciendo no solo eficiencia y reducción de costos, sino también un compromiso con la sostenibilidad y la salud pública.