Contexto

La Glicociencia, que estudia la ciencia y tecnología de los carbohidratos (azúcares o glicanos), está teniendo un enorme impacto en diferentes aspectos de nuestra economía, como la biotecnología, la salud, la alimentación, el desarrollo de nuevos materiales y la energía en los últimos años. Los glicanos participan en procesos biológicos clave como el reconocimiento celular, la patogenicidad y la respuesta inmunológica, por lo que su estudio tiene una granimportancia para la salud humana y está posibilitando el desarrollo de nuevas herramientas biomédicas.

Además, pueden ser explotados a nivel industrial con diferentes fines, como la obtención de energía y materiales o como aditivos en alimentación, entre otros. La potencialidad de estos compuestos es por tanto enorme, y la Glicociencia es un área en plena expansión en la que actualmente se están desarrollando aplicaciones biotecnológicas radicalmente innovadoras.

Los glicanos comúnmente usados a nivel industrial provienen mayormente de plantas, como es el caso de la celulosa. Sin embargo, otros organismos como hongos y bacterias también pueden producirlos.

En concreto, algunas cepas bacterianas pueden producir y excretar al medio un tipo de glicanos altamente diversos y complejos (exopolisacáridos o EPS), como mecanismo de adaptación a las  condiciones ambientales como, por ejemplo, el ambiente marino.

Los EPS de origen microbiano tienen propiedades biológicas, fisicoquímicas y reológicas únicas que los convierten en potentes agentes gelificantes, estabilizantes, espesantes o biofloculantes, y, por tanto, en candidatos con alto potencial industrial. Además, existen evidencias de que algunos EPS pueden actuar como agentes antioxidantes, antiinflamatorios,  inmunomoduladores o anticancerígenos.

El creciente interés en la búsqueda de fuentes sostenibles de energía y materiales biocompatibles y biodegradables sitúa a los EPS microbianos como productos de alto valor en el campo de la biotecnología microbiana.

Oportunidades

Algunas de las principales oportunidades que se han identificado en Glicociencia o tecnología de los carbohidratos son:

  • Uso de polisacáridos como materia prima alternativa a polímeros de origen petroquímico, con el objetivo de reducir la huella de carbono.
  • Uso de polisacáridos como nuevas herramientas en el ámbito de la Salud humana. Actualmente se están utilizando polisacáridos como biomarcadores de bajo coste para el mercado diagnóstico y de medicina personalizada, en el desarrollo de nuevas vacunas y antimicrobianos, y en tratamientos anti-cáncer y contra la diabetes, entre otros.
  • Uso de polisacáridos como agentes beneficiosos y de alto valor en el ámbito de la Alimentación. Los EPS no solo pueden modificar la formulación de alimentos para la mejora de sus propiedades físicas y químicas (texturizantes, espesantes, etc.) de origen natural, sino que pueden ser utilizados para la obtención de nuevos alimentos funcionales, es decir, formular alimentos beneficiosos para la salud.
  • Uso de polisacáridos en la industria cosmética.

Objetivos del proyecto

El objetivo principal de XMILE es investigar la producción de exopolisacáridos (EPS) en cepas bacterianas con alto potencial biotecnológico para la generación de productos de alto valor industrial en los sectores de biomateriales, alimentación y salud.

Partiendo de una selección de 20 cepas con alto potencial para la producción de EPS en ambas colecciones, los objetivos específicos de XMILE serán:

  1. Mejorar nuestra compresión sobre los mecanismos de producción de EPS en cepas bacterianas marinas y de uso alimentario.
  2. Estudio de la estructura físico-química y propiedades funcionales (ej. antifúngico, antimicrobiano, prebiótica) de los EPS obtenidos a nivel nutricional y dérmico.
  3. Evaluación del potencial de los EPS bacterianos en la generación de nuevos materiales, como recubrimientos y envases activos.
  4. Evaluación del potencial de los EPS y sus derivados en el desarrollo de alimentos funcionales.
  5. Evaluación del potencial de los EPS y sus derivados en la industria farma/cosmética, particularmente en el sector dermatológico (p. ej. uso de films e hidrogeles de EPS con capacidad cicatrizante).
Socios

AZTI (Coordinador), CIC BIOGUNE, GAIKER, UPV/EHU.

Financiación

EUSKO JAURLARITZA – GOBIERNO VASCO, Ekonomiaren Garapena, Jasangarritasuna eta Ingurumena saila- Dpto. Desarrollo Económico, Sostenibilidad y Medio Ambiente

Duración

2019-2021

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