Bioenginyeria

Presentació

El Departament de Bioenginyeria es va fundar l’any 2007 per agrupació de diversos laboratoris del IQS en l’àmbit de les Ciències de la Vida i per la incorporació de nous grups de recerca. Componen el Departament cinc laboratoris: Bioquímica, Biomaterials, Microbiologia, Bioprocessos i Enginyeria de Teixits. Les seves àrees d’activitat combinen diferents aproximacions de recerca bàsica i aplicada en biomedicina, biotecnologia industrial, i biotecnologia alimentària i mediambiental.

Docència

El Departament coordina els estudis de grau i postgrau en Biotecnologia i Bioenginyeria: Grau en Biotecnologia, Màster en Bioenginyeria i Programa de doctorat en Bioenginyeria. També s’encarrega de la docència de les matèries biològiques i bioquímiques en el Grau en Química, en el Grau en Enginyeria Química i en el Grau de Farmàcia. Complementen les activitats docents del Departament els cicles de conferències, cursos específics i activitats d’intercanvi d’estudiants i professors.

Investigació

Les línies de recerca s’emmarquen en les Àrees de Ciències de la Vida, Biotecnologia i Bioenginyeria.

Laboratori de Bioquímica – Grup de Química Biològica i Biotecnologia (GQBB)

Membres: Antoni Planas, Magda Faijes, Xevi Biarnés, Pau Leivar, Marc Carnicer

Enginyeria enzimàtica, genètica i metabòlica en Glicobiologia i Biocatàlisi. Dianes biomèdiques. Biologia sintètica. Bioprocessos. Bioinformàtica.

Enginyeria de proteïnes i enzimologia d’enzims actius en carbohidrats
Dianes terapèutiques en malalties infeccioses i progressió del càncer
Biocatàlisi: redisseny enzimàtic, evolució dirigida d’enzims
Bioinformàtica i modelització molecular de sistemes biològics
Intel·ligència artificial aplicada al disseny de proteïnes i al reconeixement de carbohidrats
Enginyeria metabòlica en bacteris i llevats per a la producció de productes d’alt valor afegit
Biologia sintètica i biotecnologia molecular en microalgues fotosintètiques
Desenvolupament de Bioprocessos: upstream i downstream
Funcionalització de nanopartícules i vesícules extracel·lulars amb carbohidrats per activar el sistema immune

Laboratori Biomaterials

Membres: Salvador Borrós, Cristina Fornaguera, Marta Guerra, Núria Oliva

Disseny, síntesi i caracterització de materials per aplicacions biomèdiques. Nanomedicina. Sistemes avançats d’alliberament de fàrmacs. Regeneració de teixits per diferents malalties i envelliment.

Disseny de nanosistemes per a l’alliberament dirigit de principis actius, fonamentalment d’ARN terapèutic
Ús de vesícules extracel·lulars i nanopartícules polimèriques com a principals tipus de nanosistemes, amb control de les interaccions nanomaterial-components biològics
Estratègies de combinació de nanomedicines per abordar malalties complexes
Disseny i desenvolupament de vectors híbrids (polímer-virus) per a la teràpia gènica de malalties monogèniques (ex. Distròfia Muscular de Duchenne)
Nous sistemes polimèrics d’alliberament d’ARN per a la regeneració muscular
Estudis preclínics de la toxicitat, biodistribució i eficàcia terapèutica de nanosistemes en models murins.
Desenvolupament de biomaterials intel·ligents per a la regeneració de teixits, en particular pell i cartílag
Disseny i desenvolupament de bio- i nano-materials per tractar malalties complexes i promoure un envelliment saludable, com ara l’artrosi, les úlceres a la pell i el càncer
Bioimpressió 3D de models de pell in vitro per a l’estudi de noves teràpies per a malalties dermatològiques

Laboratori Bioenginyeria

Membres: Francesc Guix, Norma Fàbregas, Loli Molina, Michael Bruyns

Alzheimer, diabetis tipus 2

Mecanismes darrere del deteriorament cognitiu induït per la diabetis tipus 2
Detecció precoç de l’Alzheimer: Desenvolupament d’un kit de diagnòstic innovador basat en sang utilitzant vesícules extracel·lulars neuronals
Estudi dels mecanismes de la transmissió de tau entre neurones en la malaltia d’Alzheimer
Estudi dels canvis físics de la matriu extracel·lular en la malaltia d’Alzheimer

Metabolisme de plantes, Genòmica, transcriptòmica i metabolòmica.

Mecanismes de senyalització i metabolisme de les plantes en resposta a l’estrès per dèficit hídric
Aproximacions multi-òmiques (genòmica, transcriptòmica i metabolòmica) per al desenvolupament d’eines de diagnòstic precoç de l’estrès ambiental en plantes i altres organismes
Estudis genòmics per a la caracterització de microbiomes ambientals

Estudis amb planàries: regeneració, resposta tumoral, bioindicadors.

Caracterització cel·lular i molecular de les respostes regeneratives i tumorals de les cèl·lules mare de les planàries davant de tractaments químics i genètics
Impacte de la família gènica CBP/300 en l’accessibilitat a la cromatina de les cèl·lules mare durant la regeneració de les planàries
Establiment de les planàries com a bioindicadors de toxicitat

Estudis conductuals i de neurociència sobre la Lesió Cerebral Traumàtica i l’envelliment saludable
(amb col·laboració del Departament de Matemàtiques i Analítica de Dades)

Lesió Cerebral Traumàtica (LCT) i Envelliment Saludable: Investigació dels mecanismes neuronals i conductuals per informar intervencions que promoguin la recuperació i la resiliència.
Desenvolupament d’eines de rehabilitació basades en biofeedback no invasiu que monitoritzen senyals fisiològics i conductuals per millorar la rehabilitació física, el benestar emocional i els resultats conductuals.

Laboratori de Bioprocessos

Membres: Marc Carnicer, Martí Lecina

Desenvolupament de bioprocessos per a la producció de productes d’alt valor afegit: cultius de plantes, cultius cel·lulars. Equips i tecnologia.

Expressió de proteïnes recombinants i metabòlits en diferents sistemes d’expressió
Utilització de subproductes industrials per a l’obtenció de productes biotecnològics
Optimització i escalat de bioprocessos fins a Planta Pilot de 100L
Inducció i generació de línies cel·lulars de plantes
Desenvolupament de bioprocessos per la producció de molècules actives pel sector cosmètic a escala bioreactors
Optimització de cultiu de cèl·lules adherents per teràpia cel·lular (hMSC)
Desenvolupament de bioprocessos de producció de AMTPs (productes de teràpia avançada)
Manufactura en bioreactors en microcarriers
Producció, purificació i modificació de EVs (vesícules extracel·lulars) com a nanosistemes d’alliberament de fàrmacs. Enginyeria cel·lular per la producció de EVs modificades
Desenvolupament i implementació d’eines de monitoratge i control de bioprocessos
Personalització de biorectors convencionals i d’un sol ús (SUB)
Optimització de bioprocessos d’alta densitat cel·lular (fed-batch – perfussió)

Laboratori Bioteràpies

Membres: Benjamí Oller

Biologia química i sintètica per desenvolupar bioterapèutics i eines biomèdiques, amb un enfocament particular en el tractament dels tumors cerebrals.

Generació de pèptids i proteïnes: Ús del disseny racional i l’evolució dirigida per crear nous pèptids i proteïnes.
Millora de biomolècules: Millora d’anticossos, proteïnes i pèptids mitjançant enginyeria molecular i bioconjugació.
Desenvolupament de biomolècules d’activitat condicionada: Creació d’anticossos, proteïnes i pèptids amb activitat controlable i sota demanda.
Sistemes de lliurament gènic: Aplicació de pèptids i proteïnes per augmentar l’eficiència i l’especificitat dels sistemes de lliurament gènic.
Sistemes de transport a través de la barrera hematoencefàlica: Estudi i enginyeria de mecanismes de transport a la barrera hematoencefàlica per millorar el lliurament de fàrmacs al cervell.

Laboratori de Metabolisme Cerebral

Membres: Jordi Duran

Metabolisme del cervell en funcions neurològiques i malalties neurodegeneratives.

Estudi del paper del metabolisme cerebral en l’aprenentatge i la memòria.
Estudi d’alteracions del metabolisme en malalties neurodegeneratives.
Desenvolupament de tractaments basats en nanomedicina per a malalties neurodegeneratives com la malaltia de Lafora.

En col·laboració amb Massachussets Institute of Technology (MIT, Boston)

Membre: Merche Balcells

Desenvolupament de dispositius intravasculars pediàtrics que adrecen cardiopaties congènites com la coartació aòrtica i l’estenosi pulmonar.
Cribratge de nous fàrmacs per l’esclerosi múltiple fent servir un model 3D de barrera hematoencefàlica in vitro.