Bioingeniería

Presentación

El Departamento de Bioingeniería se fundó el año 2007 por agrupación de diversos laboratorios del IQS en el ámbito de las Ciencias de la Vida y por la incorporación de nuevos grupos de investigación. Componen el Departamento cinco laboratorios: Bioquímica, Biomateriales, Microbiología, Bioprocesos e Ingeniería de Tejidos. Sus áreas de actividad combinan diferentes aproximaciones de investigación básica y aplicada en biomedicina, biotecnología industrial, y biotecnología alimentaria y medioambiental.

Docencia

El Departamento coordina los estudios de grado y posgrado en Biotecnología y Bioingeniería: Grado en Biotecnología, Máster en Bioingeniería y Programa de doctorado en Bioingeniería. También se encarga de la docencia de las materias biológicas y bioquímicas en el Grado en Química, en el Grado en Ingeniería Química y en el Grado de Farmacia. Complementan las actividades docentes del Departamento los ciclos de conferencias, cursos específicos i actividades de intercambio de estudiantes y profesores.

Investigación

Las líneas de investigación se enmarcan en las Áreas de Ciencias de la Vida, Biotecnología y Bioingeniería.

Laboratorio de Bioquímica – Grupo de Química Biológica y Biotecnología (GQBB)

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

Ingeniería enzimática, genética y metabólica en Glicobiología y Biocatálisis. Dianas biomédicas. Biología sintética. Bioprocesos. Bioinformática.

Ingeniería de proteínas y enzimología de enzimas activos en carbohidratos
Dianas terapéuticas en enfermedades infecciosas y progresión del cáncer
Biocatálisis: rediseño enzimático, evolución dirigida de enzimas
Bioinformática y modelado molecular de sistemas biológicos
Inteligencia artificial aplicada al diseño de proteínas y al reconocimiento de carbohidratos
Ingeniería metabólica en bacterias y levaduras para la producción de productos de alto valor añadido
Biología sintética y biotecnología molecular en microalgas fotosintéticas
Desarrollo de bioprocesos: upstream y downstream
Funcionalización de nanopartículas y vesículas extracelulares con carbohidratos para activar el sistema inmune

Laboratorio de Biomateriales

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

Diseño, síntesis y caracterización de materiales para aplicaciones biomédicas. Nanomedicina. Sistemas avanzados de liberación de fármacos. Regeneración de tejidos para distintas enfermedades y envejecimiento.

Diseño de nanosistemas para la liberación dirigida de principios activos, fundamentalmente ARN terapéutico
Uso de vesículas extracelulares y nanopartículas poliméricas como principales tipos de nanosistemas, con control de las interacciones nanomateriales-componentes biológicos
Estrategias de combinación de nanomedicinas para abordar enfermedades complejas
Diseño y desarrollo de vectores híbridos (polímero-virus) para la terapia génica de enfermedades monogénicas (ej. Distrofia Muscular de Duchenne)
Nuevos sistemas poliméricos de liberación de ARN para la regeneración muscular
Estudios preclínicos de toxicidad, biodistribución y eficacia terapéutica de nanosistemas en modelos murinos
Desarrollo de biomateriales inteligentes para la regeneración de tejidos, en particular piel y cartílago
Diseño y desarrollo de bio- y nanomateriales para tratar enfermedades complejas y promover un envejecimiento saludable, como la artrosis, úlceras cutáneas y cáncer
Bioimpresión 3D de modelos de piel in vitro para el estudio de nuevas terapias dermatológicas

Laboratorio de Bioingeniería

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

Alzhéimer, diabetes tipo 2

Mecanismos detrás del deterioro cognitivo inducido por la diabetes tipo 2
Detección precoz del Alzhéimer: desarrollo de un kit de diagnóstico innovador basado en sangre utilizando vesículas extracelulares neuronales
Estudio de los mecanismos de transmisión de tau entre neuronas en la enfermedad de Alzheimer
Estudio de los cambios físicos de la matriz extracelular en la enfermedad de Alzheimer

Metabolismo de plantas, genómica, transcriptómica y metabolómica

Mecanismos de señalización y metabolismo de las plantas en respuesta al estrés por déficit hídrico
Enfoques multi-ómicos (genómica, transcriptómica y metabolómica) para el desarrollo de herramientas de diagnóstico precoz del estrés ambiental en plantas y otros organismos
Estudios genómicos para la caracterización de microbiomas ambientales

Estudios con planarias: regeneración, respuesta tumoral, bioindicadores

Caracterización celular y molecular de las respuestas regenerativas y tumorales de las células madre de las planarias frente a tratamientos químicos y genéticos
Impacto de la familia génica CBP/300 en la accesibilidad a la cromatina de las células madre durante la regeneración de las planarias
Establecimiento de las planarias como bioindicadores de toxicidad

Estudios conductuales y de neurociencia sobre el Traumatismo Craneoencefálico (TCE) y envejecimiento saludable (con colaboración del Departamento de Matemáticas y Análisis de Datos)

Traumatismo Craneoencefálico (TCE) y Envejecimiento Saludable: investigación de los mecanismos neuronales y conductuales para informar intervenciones que promuevan la recuperación y la resiliencia
Desarrollo de herramientas de rehabilitación basadas en biofeedback no invasivo que monitorizan señales fisiológicas y conductuales para mejorar la rehabilitación física, el bienestar emocional y los resultados conductuales

Laboratorio de Bioprocesos

Miembros: Marc Carnicer, Martí Lecina

Desarrollo de bioprocesos para la producción de productos de alto valor añadido: cultivos de plantas, cultivos celulares. Equipos y tecnología.

Expresión de proteínas recombinantes y metabolitos en diferentes sistemas de expresión
Utilización de subproductos industriales para la obtención de productos biotecnológicos
Optimización y escalado de bioprocesos hasta Planta Piloto de 100 L
Inducción y generación de líneas celulares de plantas
Desarrollo de bioprocesos para la producción de moléculas activas para el sector cosmético a escala de biorreactores
Optimización del cultivo de células adherentes para terapia celular (hMSC)
Desarrollo de bioprocesos de producción de AMTPs (productos de terapia avanzada)
Manufactura en biorreactores con microcarriers
Producción, purificación y modificación de EVs (vesículas extracelulares) como nanosistemas de liberación de fármacos. Ingeniería celular para la producción de EVs modificadas
Desarrollo e implementación de herramientas de monitoreo y control de bioprocesos
Personalización de biorreactores convencionales y de un solo uso (SUB)
Optimización de bioprocesos de alta densidad celular (fed-batch – perfusión)

Laboratorio de Bioterapias

Miembro: Benjamí Oller

Biología química y sintética para desarrollar bioterapéuticos y herramientas biomédicas, con un enfoque particular en el tratamiento de tumores cerebrales.

Generación de péptidos y proteínas: uso del diseño racional y la evolución dirigida para crear nuevos péptidos y proteínas
Mejora de biomoléculas: mejora de anticuerpos, proteínas y péptidos mediante ingeniería molecular y bioconjugación
Desarrollo de biomoléculas de actividad condicionada: creación de anticuerpos, proteínas y péptidos con actividad controlable y bajo demanda
Sistemas de liberación génica: aplicación de péptidos y proteínas para aumentar la eficiencia y especificidad de los sistemas de entrega génica
Sistemas de transporte a través de la barrera hematoencefálica: estudio e ingeniería de mecanismos de transporte en la barrera hematoencefálica para mejorar la entrega de fármacos al cerebro

Laboratorio de Metabolismo Cerebral

Miembro: Jordi Duran

Metabolismo del cerebro en funciones neurológicas y enfermedades neurodegenerativas.

Estudio del papel del metabolismo cerebral en el aprendizaje y la memoria
Estudio de alteraciones del metabolismo en enfermedades neurodegenerativas
Desarrollo de tratamientos basados en nanomedicina para enfermedades neurodegenerativas como la enfermedad de Lafora

En colaboración con el Massachusetts Institute of Technology (MIT, Boston)

Miembro: Merche Balcells

Desarrollo de dispositivos intravasculares pediátricos que abordan cardiopatías congénitas como la coartación aórtica y la estenosis pulmonar
Cribado de nuevos fármacos para la esclerosis múltiple utilizando un modelo 3D de barrera hematoencefálica in vitro