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Medalla de oro para el equipo de estudiantes de la UPF en la competición de biología sintética iGEM

Medalla de oro para el equipo de estudiantes de la UPF en la competición de biología sintética iGEM

El proyecto ARIA se centra en entender y combatir de manera efectiva la resistencia que adquieren los microbios a los antibióticos.

17.11.2021

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El equipo de estudiantes de los grados en Biología Humana e Ingeniería Biomédica de la UPF ha obtenido una medalla de oro en la competición internacional de biología sintética iGEM (International Genetically Engineered Machine) con el proyecto ARIA (Antibiotic Resistance Inference Array Project). Se han centrado en entender y combatir de manera efectiva la resistencia que adquieren los microbios a los antibióticos.

Se trata de un reconocimiento entregado a aquellos proyectos que, además de lograr los objetivos clave definidos por la organización del concurso a nivel de ingeniería, diseño, colaboración y conexión con la sociedad, demuestran haber ido más allá en su misión de forma multidisciplinar e integrada, recompensando así su calidad y excelencia.

En esta edición, y debido a la pandemia por covid-19, la final, que habitualmente se celebra en Boston, se ha distribuido entre varias sedes, una de ellas la Universidad de Zaragoza que acogió este fin de semana las presentaciones de los representantes del resto de ciudades españolas, así como de equipos de Grecia, Dinamarca y Taiwán.

El equipo está formado por los estudiantes Auba Fuster, Joel Romero, Álvaro Martínez, Francesc Carandell, Marc Borràs, Lidia Martínez, Teresa Castaño, Isaac Capallera, Laisa Bonin, Laura Sánchez y Loreto Coma. Ha contado con el apoyo del Departamento de Ciencias Experimentales y de la Salud (DCEXS) y el Consejo Social de la UPF y sus instructores han sido los investigadores Marc Güell, Javier Macia, Javier Santos, Nastassia Knödlseder, Guillermo Nevot, y Sira Mogas.

El uso excesivo de antibióticos crea un entorno ideal para que las bacterias muten y adquieran resistencia, de forma que los antibióticos dejan de ser efectivos. En su proyecto combinan la inteligencia artificial y la biología sintética para desarrollar una plataforma de apoyo accesible y eficiente para poder asistir a los médicos cuando tengan que hacer frente a estas peligrosas bacterias.

En su proyecto combinan la inteligencia artificial y la biología sintética para desarrollar una plataforma de apoyo accesible y eficiente para poder asistir a los médicos cuando tengan que hacer frente a estas peligrosas bacterias.

Por una parte, han demostrado la funcionalidad de los biosensores desarrollados para detectar muestras de DNA con resistencia a antibióticos típicas y habituales del laboratorio. Esto lo han demostrado con la medida de la fluorescencia emitida por una molécula luminiscente al ser cortada por la proteína del biosensor una vez activada en presencia de muestra resistente. “Son unos resultados prometedores que aplican técnicas CRISPR-Cas12 de una manera innovadora y totalmente nueva”, afirman.

Por otro lado, el equipo computacional ha conseguido desarrollar y probar los prototipos de los dos sistemas que harían posible todo el proceso. En primer lugar, el conjunto de herramientas de software e inteligencia artificial (IA) capaces de encontrar marcadores peligrosos en los genomas bacterianos, clasificar su función con una alta precisión, y diseñar las plantillas de los biosensores que se fabricarían en el laboratorio para detectarlos.

Nos gustaría que pudiera llegar a ser una herramienta útil en el ámbito clínico que permitiera salvar la vida de los pacientes y combatir la pandemia de la resistencia a los antibióticos.

En segundo lugar, la plataforma de diagnóstico con una arquitectura aplicación-servidor. La aplicación utiliza visión artificial para extraer automáticamente los datos provistos por los biosensores y enviarlas a través de internet a un servidor externo. Este servidor, comunicándose von el dispositivo que hace la petición, recibe la información, la gestiona y la pasa por una segunda IA de diagnóstico, que evalúa la muestra y envía un informe personalizado al solicitante por correo electrónico, describiendo los peligros potenciales del patógeno y las estrategias que se podrían seguir para combatirlo.

El equipo explica que “la experiencia del Giant Jamboree y en general del Meetup regional en Zaragoza ha sido magnífica, puesto que hemos conocido a estudiantes de todo el mundo con las mismas pasiones, ambiciones e intereses. Además, hemos podido conocer, aprender e intercambiar ideas, hemos descubierto que como estudiantes también podemos desarrollar proyectos con un impacto relevante en el mundo y la comunidad científica”.

En referencia al futuro de su proyecto detallan: “nos gustaría que pudiera llegar a ser una herramienta útil en el ámbito clínico que permitiera salvar la vida de los pacientes y combatir la pandemia de la resistencia a los antibióticos. Para que esto sea posible será necesario perfeccionar las tecnologías que ya se han desarrollado y demostrado que funcionan, para poder después utilizarlas en casos reales y escalar el sistema idealmente a la práctica clínica. Para llevarlo adelante, contamos con el apoyo de médicos que han mostrado su interés en el proyecto”.

Concurso iGEM

La competición iGEM es un concurso de biología sintética en el cual los estudiantes tienen que diseñar y construir innovadores y sofisticados sistemas de ingeniería genética. El objetivo de esta iniciativa es que equipos multidisciplinares diseñen, construyan, y evaluen un sistema utilizando partes biológicas intercambiables y técnicas de biología molecular, para dar solución a problemas actuales.

Empezó en enero del 2003 como un curso de estudio independiente en el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT). Este curso se convirtió en un concurso de verano con 5 equipos en 2004 y continuó creciendo hasta llegar a 45 países y casi 6000 participantes.

 

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