Por: Carolina Cárdenas
Hablemos primero de lo tangible, del día a día. ¿Dónde se encuentran los bioprocesos? Por muy técnico y alejado que parezca, la producción basada en organismos biológicos es parte de nuestra vida diaria. La cerveza o copa de vino que compartes el fin de semana con amigos, así como la producción de vacunas y medicamentos de base biológica son productos dados a través de bioprocesos. Sin embargo, van más allá, estos nos permiten producciones industriales sostenibles que mitiguen la contaminación ambiental y juegan un papel clave en la producción agrícola.
El desarrollo de los bioprocesos a escala industrial parte del conocimiento que hemos obtenido sobre la dinámica celular presente en los organismos vivos. Es decir, ¿cómo funcionan las células dentro de nosotros? Estas toman nutrientes de su medio para alimentarse, metabolizan un sustrato y dan como resultado un producto específico, permitiendo el correcto funcionamiento del organismo.
Los bioprocesos son tan antiguos como las civilizaciones humanas. En el pasado, a través de la observación descubrimos cambios notorios producidos por los bioprocesos. Por ejemplo, en la fermentación, la modificación de lo sensorial de los alimentos y bebidas, así como la concentración alcohólica. Sin embargo, hasta ese entonces no teníamos un conocimiento exacto de qué era lo que sucedía. Hoy en día, con los avances de la ciencia y la tecnología hemos podido dilucidar los procesos mediante los cuales ocurre y usar la potencialidad natural de las células para producir a escala industrial un producto o servicio. Por otro lado, disciplinas como la microbiología, biología molecular, ingeniería, bioquímica, entre otras, convergen en el desarrollo de los bioprocesos. Afortunadamente, hoy en día la oferta de especialistas en estos campos es cada vez mayor.
Existen distintos tipos de células, y por consiguiente sus productos también lo son. Por mencionar algunos ejemplos: la producción de anticuerpos monoclonales será a partir de células de mamíferos, la penicilina a partir del hongo penicillium, enzimas utilizadas para biorremediación de aguas residuales a partir de bacterias, mientras que, la producción de alcoholes fermentados serán a partir de levaduras.
Las células utilizadas en la producción industrial necesitan crecer en un medio favorable. Se busca asemejar las condiciones de su entorno natural, es decir, ajustando el pH, la temperatura, la presión, la concentración de O2 y CO2 y el suministro de nutrientes como carbono, nitrógeno, fósforo o hidrógeno para convertirlos en un bioproducto.
En la actualidad el método estándar para realizar bioprocesos es mediante el uso de biorreactores. Estos son recipientes, especialmente tanques con agitación que cuentan con condiciones ambientales controladas propicias para el crecimiento de las células y su consecuente producción de metabolitos de interés.
No obstante, desde nuestro punto de vista, este método resulta ineficiente y poco accesible para las demandas de producción que tiene la humanidad hoy en día. Por ejemplo, la incorporación de oxígeno a través de movimientos turbulentos pueden no ser los más “amigable” para las células. Además, tenemos escaso conocimiento de lo que sucede dentro de los biorreactores. Proponemos un sistema en el que la producción sea contínua dentro de una estructura de espacio reducido suponiendo algo mucho más accesible en cuanto a costos e instalación. De esta forma buscamos la democratización de los bioprocesos.
¡Permanece atento que aún tenemos mucha información para contarte!