L’equip d’estudiants dels graus en Biologia Humana i Enginyeria Biomèdica de la UPF ha obtingut una de les medalles d’or a la competició internacional de biologia sintètica iGEM (International Genetically Engineered Machine) amb el projecte ARIA (Antibiotic Resistance Inference Array Project). Han centrat el projecte en entendre i combatre de manera efectiva la resistència que adquireixen els microbis als antibiòtics.

Es tracta d’un reconeixement entregat a aquells projectes que, a més a més d’assolir els objectius clau definits per l'organització del concurs a nivell d'enginyeria, disseny, col·laboració i connexió amb la societat, demostren haver anat més enllà en la seva missió de forma multidisciplinar i integrada, recompensant així la seva qualitat i excel·lència.

En aquesta edició, i degut a la pandèmia per covid-19, la final, que habitualment se celebra a Boston, s'ha distribuït entre diverses seus, una d'elles la Universitat de Saragossa que va acollir aquest cap de setmana les presentacions dels representants de la resta de ciutats espanyoles, així com d'equips de Grècia, Dinamarca i Taiwan.

L’equip està format pels estudiants Auba Fuster, Joel Romero, Álvaro Martínez, Francesc Carandell, Marc Borràs, Lídia Martínez, Teresa Castaño, Isaac Capallera, Laisa Bonin, Laura Sánchez i Loreto Coma. Ha comptat amb el suport del Departament de Ciències Experimentals i de la Salut (DCEXS) i el Consell Social de la UPF i els seus instructors han estat els investigadors Marc Güell, Javier Macia, Javier Santos, Nastassia Knödlseder, Guillermo Nevot, i Sira Mogas.

L'ús excessiu d'antibiòtics crea un entorn ideal perquè els bacteris mutin i adquireixin resistència, de manera que els antibiòtics deixen de ser efectius. En el seu projecte combinen la intel·ligència artificial i la biologia sintètica per a desenvolupar una plataforma de suport accessible i eficient per poder assistir als metges quan hagin de fer front a aquests perillosos bacteris.

En el seu projecte combinen la intel·ligència artificial i la biologia sintètica per a desenvolupar una plataforma de suport accessible i eficient per poder assistir als metges quan hagin de fer front a aquests perillosos bacteris.

Per una part, han demostrat la funcionalitat dels biosensors desenvolupats per detectar mostres de DNA amb resistència a antibiòtics típiques i habituals del laboratori. Això ho han demostrat amb la mesura de la fluorescència emesa per una molècula luminiscent al ser tallada per la proteïna del biosensor un cop activada en presència de mostra resistent. “Són uns resultats prometedors que apliquen tècniques CRISPR-Cas12 d’una manera innovadora i totalment nova”, afirmen.

Per altra banda, l'equip computacional ha aconseguit desenvolupar i provar els prototips dels dos sistemes que farien possible tot el procés. En primer lloc, el conjunt d'eines de software i intel·ligència artificial (IA) capaces de trobar marcadors perillosos en els genomes bacterians, classificar la seva funció amb una alta precisió, i dissenyar les plantilles dels biosensors que es fabricarien al laboratori per tal de detectar-los.

Ens agradaria que pogués arribar a ser una eina útil en l'àmbit clínic que permetés salvar la vida dels pacients i combatre la pandèmia de la resistència als antibiòtics.

En segon lloc, la plataforma de diagnòstic amb una arquitectura aplicació-servidor. L'aplicació utilitza visió artificial per a extraure automàticament les dades proveïdes pels biosensors i enviar-les a través d'internet a un servidor extern. Aquest servidor, comunicant-se el dispositiu que fa la petició, rep la informació, la gestiona i la passa per una segona IA de diagnòstic, que avalua la mostra i tramet un informe personalitzat al sol·licitant per correu electrònic, descrivint els perills potencials del patogen i les estratègies que es podrien seguir per combatre'l.

L’equip explica que “l’experiència del Giant Jamboree i en general del Meetup regional a Saragossa ha estat magnífica, ja que hem conegut a estudiants d’arreu del món amb les mateixes passions, ambicions i interessos. A més a més, hem pogut conèixer, aprendre i intercanviar idees, hem descobert que com a estudiants també podem desenvolupar projectes amb un impacte rellevant en el món i la comunitat científica”.

En referència al futur del seu projecte detallen: “ens agradaria que pogués arribar a ser una eina útil en l'àmbit clínic que permetés salvar la vida dels pacients i combatre la pandèmia de la resistència als antibiòtics. Perquè això sigui possible serà necessari perfeccionar les tecnologies que ja s’han desenvolupat i demostrat que funcionen, per poder després utilitzar-les en casos reals i escalar el sistema idealment a la pràctica clínica. Per portar endavant això, comptem amb el suport de metges que han mostrat el seu interès en el projecte”.

Concurs iGEM

La competició iGEM és un concurs de biologia sintètica en el qual els estudiants han de dissenyar i construir innovadors i sofisticats sistemes d'enginyeria genètica. L’objectiu d’aquesta iniciativa és que equips multidisciplinaris dissenyin, construeixin, i avaluin un sistema utilitzant parts biològiques intercambiables i tècniques de biologia molecular, per tal de donar solució a problemes actuals.

Va començar al gener del 2003 com un curs d’estudi independent a l’Institut Tecnològic de Massachusetts (MIT). Aquest curs es va convertir en un concurs d’estiu amb 5 equips al 2004 i va continuar creixent fins arribar a 45 països i gairebé 6000 participants.