El projecte europeu BioInspireSensing revoluciona els sensors mèdics bioinspirats

El projecte europeu BioInspireSensing, emmarcat dins del prestigiós programa Marie Skłodowska-Curie (ETN/ITN) de la Unió Europea, ha assolit fites importants en la creació de sensors implantables bioinspirats i en la formació de la propera generació de científics que treballarà en el seu desenvolupament. Aquests avenços podrien revolucionar el camp dels dispositius mèdics i millorar el diagnòstic i monitoratge de la salut humana.

BioInspireSensing ha comptat amb la participació d'investigadors de 8 universitats. Pel que fa a la Universitat Politècnica de Catalunya · BarcelonaTech, l'investigador Juan Torras, del grup de recerca Innovation in Materials and Molecular Engineering - Biomaterials for Regenerative Therapies (IMEM-BRT) del Campus Diagonal-Besòs, ha estat el coordinador científic del projecte.

Sensors biocompatibles i resorbibles

Un dels principals objectius del projecte ha estat el desenvolupament de sensors dissenyats per integrar-se al cos humà, biocompatibles i amb la possibilitat de ser bioresorbibles, eliminant així la necessitat d'intervencions quirúrgiques per a la seva extracció. Això ha estat possible mitjançant la integració de propietat funcionals dels canals iònics amb biopolímers sintètics.

Aquest enfocament està destinat a revolucionar el camp dels sensors implantables utilitzant materials híbrids que no només milloren el rendiment, sinó que també compleixen els requisits crítics de seguretat i biocompatibilitat.

Innovacions per al diagnòstic i tractament

Al projecte BioInspireSensing s'han fet avenços importants utilitzant proteïnes que funcionen com a canals per al pas de substàncies en les membranes de les cèl·lules mitjançant el disseny, caracterització i selecció de nous mutants del canal iònic ASIC1a per a la detecció de pH i mutants del canal iònic TRPM8 per mesurar la temperatura.

A més, s’ha desenvolupat una plataforma biomimètica (simulant les condicions reals del cos humà) per donar suport a cultius d’esfèrul·les en 3D. Un punt clau d’aquest sistema és que utilitza un procés de perfusió, que assegura que les cèl·lules rebin els nutrients i l'oxigen necessaris, com passa en el cos mitjançant la circulació sanguínia, simulant entorns in vivo. Aquesta plataforma representa una eina valuosa per a la validació preclínica de sensors, amb aplicacions potencials en la recerca sobre diabetis, malalties renals i microambients tumorals

El projecte també ha aconseguit el desenvolupament d'un sistema de reconeixement basat en pèptids de colesterol, juntament amb altres biosensors i immunosensors utilitzant punts quàntics de carboni funcionalitzats.
Aquests sistemes permeten la detecció d'analits com la dopamina i biomarcadors per a la detecció precoç de trombosi, demostrant un fort potencial per avaluar la funcionalitat i fiabilitat dels sensors.

Impacte i futur prometedor

BioInspireSensing ha fomentat estretes col·laboracions entre l'acadèmia i la indústria, enfortint la posició d'Europa com a líder mundial en innovació en tecnologia mèdica. Basant-se en aquests èxits, la recerca futura podrà centrar-se en millorar la sensibilitat i especificitat dels sensors basats en canals iònics per a aplicacions biomèdiques més àmplies. L'optimització addicional de membranes biomimètiques i plataformes de cultiu en 3D podria permetre una modelització més precisa d'entorns fisiològics complexos, millorant la modelització de malalties i les capacitats de cribratge de fàrmacs. 

A més, l'expansió dels nanomaterials funcionalitzats podria permetre tecnologies avançades de detecció múltiple capaces de detectar diversos biomarcadors simultàniament. El monitoratge de biomarcadors com la pressió, el pH i la temperatura pot ajudar a diagnosticar malalties, seguir el progrés dels tractaments i prevenir complicacions com infeccions en implants o ferides. A més, la detecció en temps real de l'acidesa en tumors i del pH en ferides podria millorar les estratègies de tractament, mentre que els sensors resorbibles simplifiquen les aplicacions clíniques en eliminar la necessitat de ser retirats. Això podria ser especialment rellevant per al diagnòstic precoç de malalties, la medicina personalitzada i el monitoratge continu de la salut. 

Finalment, la integració d'aquests biosensors amb dispositius portables o implantables representa una perspectiva emocionant per al monitoratge en temps real i in situ dels paràmetres fisiològics, obrint el camí per a avanços transformadors en tecnologies de diagnòstic i terapèutiques. 

Formació d’investigadors en fase inicial

La xarxa BioInspireSensing ha ofert oportunitats de formació úniques per a 11 investigadors en fase inicial (ESRs), dotant-los de les habilitats i experiències necessàries per contribuir significativament als sectors de dispositius mèdics i biotecnologia. Aquests joves investigadors han adquirit experiència pràctica en diversos camps, incloent-hi bioquímica, biologia molecular, enginyeria i ciència dels materials, i han col·laborat (directament i indirectament) amb socis industrials destacats. Els ESRs també han rebut formació en habilitats transversals essencials per preparar-los per a carreres d'alt impacte tant a l'acadèmia com a la indústria. 

Els ESRs implicats en BioInspireSensing traslladaran ara la seva experiència a les indústries biotecnològica i mèdica, augmentant la seva ocupabilitat i garantint que el coneixement científic adquirit a través del projecte continuarà impulsant la innovació arreu d'Europa.