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De las industrias farmacéutica y alimentaria a garante de la sostenibilidad del planeta: el papel de la biotecnología azul ante los retos globales

La gran diversidad de recursos que proporciona el aún gran desconocido ecosistema marino tiene importantes aplicaciones en campos como la alimentación, cosméticos, fertilizantes y bioestimulantes, biometeriales, mecanismos de biorremedación, biocombustibles o biofármacos.

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Ángel Luis Jiménez
Salud
Cambio climático
Agroalimentación
Agricultura
Bioeconomía

En mayo de 2021 la Comisión Europea proponía un nuevo enfoque para la Economía Azul en la Unión Europea destinado a las industrias y sectores relacionados con los océanos, los mares y las costas. La Economía Azul sostenible es un pilar esencial para alcanzar los objetivos del Pacto Verde Europeo, ya que la salud de nuestros océanos y mares es una condición previa para una Economía Azul próspera. 

Un importante paso en un contexto en el que la contaminación, la sobrepesca, la destrucción de hábitats naturales y la crisis climática suponen una importante amenaza para la riqueza de la biodiversidad marina, base de la Economía Azul.

El Ministerio de Agricultura, Pesca y Alimentación señala que la Economía Azul abarca todas las actividades económicas que dependen del mar; los diferentes sectores que componen la Economía Azul son interdependientes (pesca, biotecnología acuícola y marina, turismo, navegación y transporte marítimo, entre otros), ya que se basan en competencias comunes y en infraestructuras compartidas (puertos, redes de logística y distribución eléctrica), así como en la utilización sostenible de los recursos marinos.

Las últimas cifras publicadas por el EU Blue Economy Observatory informan de que los sectores establecidos de la Economía Azul de la Unión Europea emplean directamente a cerca de 4,5 millones de personas (2,3% del empleo total de la UE-27), generaron alrededor de 650.000 millones de euros en facturación y 176.000 millones de euros en valor añadido bruto. Los sectores emergentes e innovadores de la Economía Azul, como la biotecnología azul, están agregando nuevos mercados, creando puestos de trabajo y contribuyen a la sostenibilidad de las actividades relacionadas con la economía azul. 

Biotecnología azul: un gran potencial aún por explorar

Para hacer frente a la crisis climática y de biodiversidad necesitamos mares y océanos sanos, así como realizar un uso sostenible de sus recursos que posibilite la creación de alternativas a los combustibles fósiles y a la producción tradicional de alimentos

La biotecnología permite el uso y la obtención de tecnologías limpias y de bajo carbono, así como las oportunidades en materia de datos y análisis; las soluciones a la contaminación de las aguas y los plásticos marinos, técnicas para monitorizar los hábitats marinos y aumentar la resistencia a los efectos del cambio climático. Las algas, bacterias, hongos e invertebrados se encuentran entre los recursos marinos utilizados como materia prima en la bioeconomía azul y la biotecnología.

Cada año se descubren cientos de nuevos compuestos del ámbito marino que demuestran la naturaleza innovadora y el potencial del sector, siendo la biotecnología una herramienta que permitirá no solo aumentar la calidad y confiabilidad de estos compuestos, si no también darles un mejor aprovechamiento y obtener nuevos productos y materiales a partir de ellos.

Todos estos recursos son transformados por la biotecnología azul en una gran variedad de aplicaciones como alimentos y complementos alimenticios; nutracéuticos; piensos; cosméticos; fertilizantes y bioestimulantes; biometeriales; mecanismos de biorremedación; biocombustibles o biofármacos. En este Día Mundial del Agua analizamos el importante trabajo que algunas de las compañías biotecnológicas socias de AseBio están realizando en este campo.

“La biotecnología azul podemos considerar que está en los inicios de su desarrollo, a pesar de todos los avances que se han conseguido durante estos últimos años”, argumenta Joaquín Pozo Dengra, Director de I+D de Biorizon Biotech. “Destaca como un área de trabajo de relevancia con potencial de aplicación en diversos ámbitos como el de la sostenibilidad, donde el ámbito acuático es una fuente importante de alimento, energía y materias primas renovables. Asimismo, los mares y océanos albergan una biodiversidad única y una gran cantidad de compuestos químicos con potencial farmacéutico, alimenticio, cosmético e industrial”.

“La biotecnología azul permite la exploración y el descubrimiento de nuevos compuestos bioactivos que pueden ser utilizados en una variedad de aplicaciones. Además, la biotecnología azul puede contribuir a mitigar los efectos del cambio climático al desarrollar soluciones para la captura y almacenamiento de carbono, así como para la producción de biocombustibles y materiales renovables, además de poder ofrecer herramientas para la biorremediación de contaminantes en el agua y la restauración de ecosistemas acuáticos, todo ello impulsado por los grandes avances que se están consiguiendo en biología molecular, genómica, bioinformática, incluyendo la ingeniería genética de organismos acuáticos para mejorar su crecimiento y su capacidad para producir compuestos de interés industrial”, añaden desde Biorizon Biotech. 

Las algas, una de las materias primas fundamentales de la biotecnología azul

Las algas son uno de los recursos marinos más utilizados como materia prima en las distintas áreas de trabajo de la biotecnología azul. “La producción de algas en particular requiere una colaboración multidisciplinar entre científicos, ingenieros, empresarios, políticos y comunidades locales. Se necesitan esfuerzos multidisciplinares para abordar los desafíos técnicos, económicos, sociales y ambientales asociados con el cultivo de algas a gran escala”, expone Juan Luis Gómez Pinchetti, Scientific Director & Head of the Biotechnology Unit del Banco Español de Algas

En la actualidad, la Unión Europea está implementando políticas, acciones y programas de apoyo que fomenten la investigación y la inversión en la producción de algas (como incentivos fiscales, subsidios para proyectos de investigación y desarrollo, y regulaciones que promuevan el cultivo sostenible de algas y el uso responsable de recursos marinos), dado su potencial. Aunque aún es necesario continuar invirtiendo en investigación desarrollo relacionados con su cultivo, así como desarrollar mercados sólidos y cadenas de valor para los productos derivados de las algas (alimentación, bioplásticos, cosméticos, biocombustibles o productos farmacéuticos), además de trabajar en la educación y concienciación pública sobre los beneficios de la acuicultura y la producción de algas. 

“Para ello es fundamental adoptar enfoques de gestión sostenible de recursos para garantizar que el cultivo de algas se realice de manera responsable y respetuosa con el medio ambiente. Esto incluye la protección de ecosistemas marinos sensibles, la mitigación de impactos ambientales negativos y la promoción de prácticas de cultivo sostenible”, esgrimen desde el Banco Español de Algas. 

Biotecnología azul: hacia una agricultura más sostenible

Otro de los grandes desafíos a los que la biotecnología azul da respuesta es la agricultura sostenible. “Contribuye significativamente al proporcionar soluciones para mejorar la nutrición de los cultivos, controlar las plagas y enfermedades, aumentar la resistencia de las plantas y promover un crecimiento saludable y productivo. De las microalgas podemos obtener diferentes tipos de productos de origen natural con actividad bioestimulante, biofertilizante, además de extractos con actividad frente a plagas y enfermedades. Este tipo de bioproductos para la agricultura, con origen en las microalgas, contribuyen a la reducción del uso de fertilizantes minerales y plaguicidas químicos de síntesis, luego de forma directa contribuyen a la mejora de la sostenibilidad de las prácticas agrícolas”, afirma en este sentido el Director de I+D de Biorizon Biotech. Incide en que, durante el proceso de cultivo de estos microorganismos, por cada kilogramo de biomasa microalgal que producen capturan hasta 2 kilogramos de CO2. Además, el uso de productos basados en microalgas mejora la salud de los suelos, promoviendo el desarrollo de la microbiota natural de los mismos.

En este sentido el Banco Español de Algas explica que la producción y transformación de biomasa y la generación de bioactivos de microalgas permite establecer un nuevo ecosistema agroindustrial con una serie de beneficios significativos relacionados la sostenibilidad ambiental (las microalgas pueden cultivarse en sistemas cerrados o semiabiertos reduciendo la presión sobre la tierra y el agua dulce); la huella de carbono de la producción de biomasa y bioactivos de algas es relativamente baja; reporta una alta productividad y rápido crecimiento; así como la gran diversidad de metabolitos derivada de esta actividad (las microalgas son una fuente rica en compuestos bioactivos, como lípidos, proteínas, carbohidratos, pigmentos, vitaminas y antioxidantes) que tienen una amplia gama de aplicaciones en la industria alimentaria, farmacéutica, cosmética, química y energética.

Mares y océanos como plataforma terapéutica

PharmaMar explora e investiga el vasto y casi desconocido ecosistema marino con el objetivo de encontrar compuestos con propiedades para desarrollar terapias que puedan hacer frente a enfermedades como el cáncer. “Nuestra historia se remonta a 1986, cuando fuimos pioneros en esta área, fundando nuestra empresa con el propósito de buscar soluciones para enfermedades como el cáncer en invertebrados marinos. De hecho, logramos ser la primera compañía en el mundo en obtener la aprobación de un medicamento antitumoral de origen marino”, explican desde la compañía. 

“El mar es nuestra plataforma terapéutica”, comparten como base de su proceso de investigación que se inicia en las expediciones marinas destinadas a la recolección de invertebrados marinos en todo el mundo, “, siempre sujetos a la legislación vigente de cada país y los tratados internacionales, como protocolo de Nagoya”, aseveran. Un minucioso trabajo que se ha traducido en la mayor colección de muestras de organismos marinos con más de 400.000 ejemplares almacenados en sus instalaciones. 

“Una vez recolectadas las muestras, estas son sometidas a exhaustivos análisis para determinar si poseen actividad antitumoral. En caso afirmativo, trabajamos en la obtención de la síntesis química de los compuestos identificados, lo que nos permite reproducir las moléculas y continuar con la investigación”, explican. Después realizan estudios preclínicos para evaluar la actividad de los compuestos frente a diversos tipos de tumores, así como su perfil de seguridad. Finalmente presentan los datos obtenidos en los ensayos clínicos a las distintas agencias reguladoras con el objetivo de obtener la aprobación del producto y hacer llegar así terapias innovadoras a los pacientes que lo necesitan. 

Los grandes retos a los que se enfrenta la biotecnología azul

Dos de los grandes desafíos a los que se enfrenta la biotecnología azul son la sostenibilidad ambiental y económica. La sostenibilidad ambiental implica desarrollar métodos de explotación de recursos marinos que sean respetuosos con los ecosistemas marinos y minimicen los impactos ambientales asociados. “Esto requiere encontrar un equilibrio entre la utilización de los recursos y la conservación de la biodiversidad marina”, argumentan desde Pharmamar. 

Por otro lado, la sostenibilidad económica es esencial para garantizar la viabilidad a largo plazo de la biotecnología azul, “asegurando que las actividades económicas contribuyan al crecimiento económico mientras se promueve la conservación y el uso sostenible de los recursos marinos”, defienden desde la compañía biotecnológica.

“La biotecnología azul está impulsando el desarrollo de tecnologías emergentes, como la biología sintética aplicada a organismos marinos, la acuicultura de especies marinas para la producción de alimentos, y la biorremediación para la eliminación de contaminantes en los ambientes acuáticos. Está contribuyendo al crecimiento de la economía azul, que engloba todas las actividades económicas relacionadas con los océanos. Esto incluye sectores como la pesca, el turismo costero, el transporte marítimo, la energía renovable y la biotecnología, entre otros”, señalan desde el Banco Español de Algas, enfatizando en el importante papel de la biotecnología azul ante desafíos globales como la escasez de recursos ante la creciente presión sobre los recursos terrestres y la sostenibilidad del planeta.

Biomar MT explora la biodiversidad microbiológica de los ecosistemas marinos, generando colecciones de bacterias, hongos y microalgas de las que se obtienen extractos con actividades biológicas diversas. Marian Vinuesa Navarro, responsable del Departamento de Micología, identifica dos tipos de retos.

Por un lado, encontramos los relacionados con el uso de los recursos marinos. “El desafío técnico y de ingeniería de acceso a nichos inexplorados con biodiversidad aún desconocida, especialmente en las zonas de gran profundidad, y presión, volcanes submarinos etc., hace que no sea fácil profundizar en el descubrimiento de la incalculable riqueza biológica de los océanos. Cuando técnicamente sea viable, nos enfrentaremos a otro desafío, ya que tendremos acceso a muestras cuya diversidad microbiológica será difícil de extraer, al provenir de hábitats complejos de replicar”, argumenta, poniendo el foco en la importancia que jugarán los análisis metagenómicos a la hora de evaluar la biodiversidad.

“Por otra parte, los productos naturales derivados de microorganismos marinos, como los pesticidas, deben superar el desafío de igualar la eficacia de los productos sintéticos. Sin embargo, su biodegradabilidad y menor impacto ambiental están impulsando su uso”, añaden desde Biomar MT. 

En el caso de los retos derivados del mantenimiento y conservación del medio marino, Vinuesa concluye: “El reto principal es evitar la contaminación creciente de las aguas, especialmente con plásticos, micro y nano-plásticos, que ya son ubicuos en las aguas y en los organismos acuáticos. La magnitud de este problema es enorme y requiere soluciones urgentes. El primer paso es detener la contaminación”.