3 líneas biotecnológicas presentadas en “European Federation of Biotechnology”  

La semana del 10 al 14 de mayo se celebró el congreso Europeo de Biotecnología, organizado por la European Federation of Biotechnology (EFB) en el que desde AINA presentamos 3 de nuestras líneas biotecnológicas relacionadas con Single Cell Protein, bacterias acidolácticas y endolisinas recombinantes.  EFB2021 es el congreso más relevante organizado por la European Federation of Biotechnology este año, en el que se pudieron escuchar charlas de temáticas variadas como biocatálisis, bioengeniería y bioprocesos, materiales biobasados, biotecnología medioambiental, médica y biofarmacéutica, biotecnología microbiana, plantas, agricultura y alimentación. En este artículo os contamos con detalle cuál fue nuestra aportación al congreso, en el que cubrimos temáticas tan distintas como complementarias.

1. Producción de Single Cell Protein a partir de levaduras Ana Torrejón

Gracias a las actividades ejecutadas en el marco del proyecto FEDER PROALT II, hemos presentado un trabajo relacionado con la producción eficiente de proteína microbiana. La Proteína Microbiana (o SCP de sus siglas en inglés) procedente de Microalgas, Hongos, Levaduras y Bacterias se puede utilizar como alternativa a la proteína vegetal y animal y tiene varias ventajas en comparación con otras fuentes proteicas tradicionales, como alta productividad; alta conversión proteína/sustrato, sistemas productivos sin dependencia de las condiciones atmosféricas, un menor requerimiento de tierra para su producción que otras proteínas tradicionales o posibilidad de utilizar sustratos de bajo coste para la producción.

Para tener un proceso productivo de SPC viable, es fundamental definir un medio de bajo coste que maximice el contenido de proteína en la biomasa producida.

En el trabajo presentado al congreso: Definition of a low-cost culture medium for enhanced Single Cell Protein production, se ha definido una nueva formulación de medio de cultivo para una levadura seleccionada. Se han seleccionado diferentes ingredientes clave para el medio de cultivo que son de bajo coste, como la fuente de carbono orgánico, la fuente de nitrógeno orgánico y la fuente de nitrógeno inorgánico, teniendo en cuenta consideraciones económicas y de sostenibilidad. Posteriormente, utilizando un diseño factorial fraccionado 2^k con réplicas, ha sido posible seleccionar la formulación ideal para maximizar la productividad de la proteína (medida en g/L·h), considerando también el peso de la biomasa seca y el% de proteína. De esta forma, se han identificado los ingredientes que tienen una mayor significancia estadística para maximizar la concentración de proteínas en el proceso de bioproducción de SCP y se ha ajustado su dosis en consecuencia.

La nueva formulación de medios de cultivo ha sido probada y validada con producciones en biorreactor de tanque agitado.

2. Cribado de bacterias acidolácticas con actividad probiótica para producción de bacteriocinas Joaquín Espí

Los alimentos fermentados son una fuente de bacterias acidolácticas que pueden poseer propiedades probióticas. Entre estas propiedades probióticas, el efecto antimicrobiano es especialmente relevante hoy en día, debido a la reducción del uso de conservantes en la industria alimentaria.

Aunque el efecto antimicrobiano de las bacterias acidolácticas puede ser generado por diferentes mecanismos, como por ejemplo la producción de ácidos orgánicos, este tipo de bacterias son capaces de producir bacteriocinas, unos péptidos antimicrobianos que juegan un papel crucial en la preservación natural de alimentos fermentados.

En AINIA, hemos llevado a cabo el aislamiento de cepas naturales de bacterias acidolácticas a partir de diferentes alimentos fermentados (masa agria, carne curada y salmueras de oliva). Estos aislados han sido identificadas a nivel de especie mediante secuenciación del gen 16s, y su potencial probiótico ha sido evaluado mediante cribados de resistencia térmica, ácida, enzimática y a sales biliares.

Tras el cribado, se comprobó para cada cepa el efecto antimicrobiano frente a diferentes patógenos alimentarios y finalmente, se evaluó y cuantificó la producción de bacteriocinas en el sobrenadante identificándose hasta 8 cepas productoras de Nisina.

Este Proyecto está financiado por IVACE (Instituto Valenciano de Competitividad Empresarial)

3. Producción de endolisinas recombinantes en E. coli frente a Xylella Fastidiosa Paloma Juárez

En el marco del grupo Operativo Salud Olivar estamos trabajando en la obtención de endolisinas con acción frente a Xylella fastidiosa. Te contamos más detalles sobre las ideas y resultados que presentamos en esta comunicación oral.

Las endolisinas son unas enzimas producidas por los virus bacteriófagos durante el ciclo lítico, que les permiten romper la pared de peptidoglicano para liberar los nuevos viriones de dentro a fuera, resultando en muerte celular. Esta acción de disrupción celular de bacterias específicas ha posicionado a las endolisinas como alternativa o complemento a antibióticos u otros agentes antimicrobianos tradicionales para ser utilizadas de fuera a dentro. Las ventajas más importantes de las endolisinas frente a otros productos antimicrobianos son la especificidad cercana a niveld e especie, la baja probabilidad de creación de resistencias debido en parte a la co-evolución de los fagos con las bacterias y la falta de presión selectiva y la inocuidad para las células humanas y resto de ecosistema microbiano.

Si bien es cierto que las endolisinas se pueden purificar a partir del cultivo de fagos, se trata de una técnica poco económica e ineficiente. Además, las endolisinas purificadas solamente son eficaces frente a patógenos gran positivos, ya que no son capaces de atravesar la membrana celular desde fuera. En cambio, las endolisinas diseñadas mediante ingeniería genética y producidas de manera recombinante por ejemplo en E. coli, son más versátiles puesto que se puede modificar su estructura para conseguir la penetración a través de la membrana celular y lograr su llegada a la pared de peptidoglicano. Esta estrategia es la que se ha seguido desde AINIA para la bioproducción de endolisinas frente a Xylella fastidiosa, un patógeno gran negativo que afecta de manera agresiva e irreversible los cultivos olivares, amenazando la economía del sector. En este caso, se ha optado por la incorporación de un péptido catiónico en C terminal. Una vez diseñadas, clonadas y producidas, las endolisinas se pueden purificar mediante cromatografía de afinidad (por ejemplo, mediante cola de histidinas), y ser utilizadas como aditivos en diferentes productos o formulados en los que actuarán frente a las bacterias específicas desde fuera.

El Grupo Operativo Salud Olivar es un consorcio de empresas y centros de investigación que trabajan en el desarrollo de una estrategia integrada de control de enfermedades que puedan mejorar los resultados económicos y la sostenibilidad del olivar español.

El Grupo Operativo Supraautonómico “Enfermedades y Plagas en Olivo: Desarrollo de soluciones para biocontrol (Salud Olivar)” está cofinanciado por la Unión Europea al 80% con cargo a FEADER y al 20% con cargo al Ministerio de Agricultura, Pesca y Alimentación, siendo la autoridad de gestión encargada de la aplicación de la ayuda FEADER y su parte nacional correspondiente la Dirección General de Desarrollo Rural, Innovación y Formación Agroalimentaria (DGDRIFA). Importe total de la ayuda aprobado: 384.830,06 €.

Los organismos responsables del contenido de este artículo son los miembros beneficiarios del Grupo Operativo Salud Olivar.

Para conocer los objetivos, programas, iniciativas, financiación, noticias y publicaciones relativas al desarrollo rural de la UE, visita el sitio web de la Comisión Europea dedicado al Desarrollo Rural

Tres líneas biotecnológicas de gran calado que transferimos a las empresas del sector. En AINIA diseñamos soluciones basadas en la aplicación de la biotecnología que permiten el desarrollo de nuevos productos que otorgan un valor diferencial a las empresas del mercado.