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Una limitante estructural que es clave en el desarrollo de la bioeconomía

La fabricación de productos biotecnológicos innovadores se ve frenada cuando faltan instalaciones de fermentación adecuadas

La falta de instalaciones de fermentación para satisfacer la demanda está creando una importante acumulación de innovaciones. Las mayores instalaciones de fermentación en el mundo varían en tamaño y capacidad, y se utilizan para producir una amplia gama de productos biotecnológicos.

El primer informe de su tipo The State of Global Fermentation Capacity, documenta la capacidad de fermentación microbiana global disponible basada en datos de Capacitor bio, una base de datos gratuita desarrollada por Synonym Bio. La base de datos documenta más de 150 instalaciones en más de 30 países con capacidad de fermentación disponible a escala de laboratorio, a escala piloto y a escala comercial para todo, desde enzimas hasta nutracéuticos.

Según los datos de Capacitor, 86 de las más de 150 instalaciones enumeradas tienen biorreactores en el rango de 10 a 99 litros; 91 tienen biorreactores en el rango de 100 a 1 999 litros; 48 tienen biorreactores en el rango de 2 000 a 19 000 litros; 20 tienen biorreactores en el rango de 20 000 a 99 999 litros; y 9 tienen biorreactores en el rango de más de 100 000 litros.

En 2022, cinco países europeos, Reino Unido, Alemania, Finlandia, Francia y Suecia realizaron inversiones en fermentadores que representaron el 81 % de todo lo invertido en el período 2013- 2021.

En el mundo de la infraestructura de biofabricación, Estados Unidos es líder en el desarrollo de rutas biotecnológicas hacia productos químicos, pero carece de suficientes instalaciones para fabricarlas. El Departamento de Defensa planea gastar más de mil millones de dólares durante los próximos 5 años para expandir la base de fabricación bioindustrial nacional haciéndola accesible a los innovadores estadounidenses y el Departamento de Agricultura (USDA, por United States Department of Agriculture) anunció una inversión de USD 9,5 millones para apoyar la ampliación de la fabricación sostenible de bioproductos en proyectos de fermentación.

La biofabricación es una industria en crecimiento que puede crear empleos y reducir las emisiones de gases de efecto invernadero de un país al reemplazar los procesos petroquímicos. Los tres principales productos que solicitan los usuarios son proteínas, enzimas y proteínas recombinantes.

En un informe de 2020 , la consultora McKinsey predijo que el 60 % de los insumos físicos para la economía global podrían, en principio, ser producidos biológicamente. El análisis sugiere que alrededor de un tercio de estos insumos son materiales biológicos, como madera, algodón y animales criados para la alimentación.

Para estos materiales, las innovaciones pueden mejorar los procesos de producción existentes. Por ejemplo, el escualeno, un humectante que se usa en productos para el cuidado de la piel, se deriva tradicionalmente del aceite de hígado de tiburón pero ahora se puede producir de forma más sostenible a través de la fermentación de una levadura genéticamente modificada.

Los dos tercios restantes no son materiales biológicos e incluyen plásticos y combustibles de aviación, que podrían ser producidos o reemplazados por sustitutos usando procesos biológicos innovadores. El nailon, por ejemplo, ya se está fabricando usando ingeniería genética, empleando microorganismos en lugar de productos petroquímicos.

La mayoría de las empresas emergentes pueden conseguir fermentadores de 3 000 litros, pero encontrar una instalación para el siguiente paso, generalmente de 20 000 a 50 000 litros, es más difícil. Algunas empresas están tratando de llenar ese vacío modernizando y ampliando las instalaciones de fermentación existentes, muchas de las cuales se construyeron hace décadas.

Dentro de las mayores instalaciones de fermentación distribuidas en el mundo se encuentran varias pertenecientes a grandes compañías biofarmacéuticas. Novo Nordisk, una empresa danesa de biotecnología y farmacéutica y una de las mayores productoras de insulina del mundo, posee una capacidad total de fermentación de más de 2,8 millones de litros, distribuida en varias instalaciones en Dinamarca, China, Estados Unidos y Brasil. En Kalundborg, Dinamarca, Novo Nordisk tiene una capacidad total de fermentación de más de 1 millón de litros. La instalación de fermentación de DSM en los Países Bajos cuenta con una capacidad de fermentación de más de 300 000 litros y se utiliza para la producción de una amplia gama de productos biotecnológicos, incluyendo enzimas y productos alimentarios. Por su parte, Roche, la empresa farmacéutica suiza, opera una planta de fermentación de gran escala en Penzberg, Alemania, con una capacidad de producción de más de 260 000 litros.

Boston Consulting Group ha estimado que el mercado de la biología sintética representa una oportunidad económica valorada en 30 billones de dólares. Pero los inversores no solo buscan plantas que permitan escalar la producción, sino que aumenten la eficiencia de producción y disminuyan los costos.