Herramientas rápidas, adaptables y rentables para el descubrimiento de enzimas
Las enzimas se utilizan en productos de consumo comerciales, como los detergentes, desde principios del siglo XX. En los últimos años, se ha fomentado la investigación para descubrir enzimas capaces de favorecer la transición de Europa hacia modos de producción más ecológicos y sostenibles. Ello se debe a que las enzimas permiten acelerar los procesos industriales y sustituir las sustancias químicas derivadas de combustibles fósiles en muchas aplicaciones industriales.
Plataforma para identificar enzimas viables
Sin embargo, la búsqueda de nuevas enzimas no es fácil. Identificar enzimas viables y garantizar su aplicación segura y eficaz en procesos o productos de consumo cotidianos requiere mucho tiempo y dinero. El objetivo del proyecto financiado con fondos europeos RADICALZ(se abrirá en una nueva ventana) era reducir el tiempo y los costes asociados con esta labor. «El desarrollo de enzimas resulta costoso, ya que las empresas invierten gran cantidad de tiempo y recursos», comenta Aurelio Hidalgo, coordinador del proyecto en la Universidad Autónoma de Madrid(se abrirá en una nueva ventana) (España). «Nuestro objetivo era crear una plataforma versátil que se pudiera aplicar a distintos tipos de enzimas y aplicaciones, acelerando el proceso y abaratando los costes de manera significativa». Para garantizar que los productos de consumo enzimáticos fueran completamente circulares, todas las posibles materias primas se obtuvieron de flujos de residuos industriales, como la producción de sacarosa, aceites de fritura usados, subproductos lácteos e, incluso, corteza de árbol. «Para crear una verdadera economía circular(se abrirá en una nueva ventana), debemos tener en cuenta de dónde proceden las materias primas», agrega Hidalgo. El proyecto se centró en estudios de casos prácticos utilizando productos como detergentes, nutracéuticos y cosméticos.
Tecnologías facilitadoras, incluida la inteligencia artificial
El proceso en sí emplea tecnologías facilitadoras, incluida la inteligencia artificial (IA), para agilizar la identificación de enzimas. La IA se combinó con datos propios de uno de los socios del proyecto para hacer predicciones precisas y fiables sobre la eficacia de determinadas enzimas en procesos específicos. También se recurrió a la microfluídica, que implica la manipulación de fluidos a escala micrométrica. «En la práctica, esto significa que logramos reducir los volúmenes por un factor de miles», comenta Hidalgo. «Esto tiene enormes implicaciones económicas, porque supone que podríamos llevar a cabo un millón de ensayos en unas pocas horas por unos diez euros». El uso de gotículas microscópicas como tubos de ensayo permitió disminuir el consumo de plástico en el proyecto. A continuación se llevaron a cabo análisis de sostenibilidad que abarcaron desde la extracción de materias primas hasta su eliminación. «Aquí identificamos una brecha del conocimiento, por lo que desarrollamos nuevas ecuaciones universales y sencillas para esta tarea», explica Hidalgo.
Descubrir el poder de las enzimas
Gracias a su innovadora plataforma, el equipo del proyecto logró sintetizar veintisiete nuevos ingredientes, los cuales podrían reemplazar a sustancias químicas sintéticas en una variedad de productos de consumo. Los socios industriales del proyecto han conseguido patentar sus innovaciones. Las gotículas microscópicas también se usaron como matriz para desarrollar microcápsulas para ingredientes. El objetivo es preservar la actividad de las enzimas hasta que sea requerida. «El simple hecho de poder demostrar la viabilidad de estos procesos podría dar lugar a nuevas inversiones», comenta Hidalgo. Los resultados del proyecto se compartieron a través de informes de política y artículos científicos, al mismo tiempo que se prestaba atención a los niños como consumidores del mañana. En este sentido, se elaboró un cómic para niños de entre ocho y doce años y se creó una sala de escape digital dirigida a estudiantes de secundaria, cuyo objetivo era resolver enigmas y descubrir el poder de las enzimas. Por último, se organizó una Escuela de Primavera en Madrid para reunir a investigadores noveles con especialistas destacados del mundo universitario y del sector industrial, y debatir sobre los resultados de RADICALZ, así como de otros proyectos financiados con fondos europeos, como OXIPRO, EnXylaScope y FuturEnzyme.
