A look at our Enzyme Technology: Molecular Modeling

This post has been written by ZYMVOL's Senior Researchers Marina Cañellas and Lur Alonso.

 

Zymvol’s core technology is Molecular Modeling, which – along with bioinformatics – allows us to understand the mechanistic details under enzymatic function and use the generated knowledge to search and tailor biocatalysts towards improved properties.

In this way, by integrating molecular modeling-based strategies at distinct levels of theory, we can identify the best target enzymes and perform their custom design in less than one month!

So, what is Molecular Modeling?

Molecular Modeling refers to a collection of in silico methods that model or mimic the behavior of molecules, ions and/or particles (Nature Subjects). Their main goal is to provide knowledge on the chemistry, structure, dynamics and function of these systems. 

By definition, In silico refers to “conducted or produced by means of computer modelling or computer simulation” (Oxford Dictionary). Simply put, as these methods require huge amounts of calculations, they are performed by computers.

Molecular Modeling has a wide range of applications in many different areas:  computational chemistry, computational biology, drug design, material science… and for this reason it has become a rapidly growing field during the last decades. 

The large variety of systems that can be modeled range from small chemical systems (like the reaction mechanism between two substrates) to larger biological molecules (such as enzymes, antibodies or DNA) and material/molecular assemblies (like supramolecular polymers (Bochiccio, 2017; Frederix, 2018), protein-based assemblies (Soni, 2017), and molecular machines (Aprahamian, 2020).

Although many limitations still exist, they have shed light on some features like functions, processes, and catalytic pathways.

QM and MM

Because of the high complexity underneath molecular systems, such as enzyme-catalyzed reactions, there is not a single in silico technique that suffices for their full modeling. In this way, two main categories of computational methods have been developed at different levels of description: 

  • Those describing systems from an electronic point of view (Quantum Mechanics (QM) methods, this is the deepest level of accuracy to study a system!)
  • Those that describe systems at the atomic level (Molecular Mechanics (MM) methods).

QM methods provide an accurate representation of the system, enabling the description of reaction mechanisms at the electron level, but are computationally very expensive.

On the other hand, MM methods allow the study of larger molecules like proteins, enabling sampling the overall system flexibility, but cannot represent bond-breaking/bond-forming events. As a solution to this issue, the benefits of both strategies can synergize into hybrid schemes, such as combined Quantum Mechanics/Molecular Mechanics methods (QM/MM), enabling the accurate description of large biological phenomena and reactions. QM/MM was awarded with the Nobel Prize in 2013 to scientists Karplus, Levitt, and Warshel.

Adapted from Dr. Marina Cañellas PhD thesis “In silico molecular modelling and design
of heme-containing peroxidases for industrial applications” 2018.

 

The benefits of Molecular Modeling

Why do we think that relying only on bioinformatics is not enough?

Of course, there are some perks to it.

  • Allows to simulate an entire chemical system in the computer
  • It has unique potential to offer detailed atomic-level insights into the studied systems 
  • Allows to predict new mutant variants beyond currently available data.
  • Allows to perform millions of screening/mutations in one day, saving up to 90% of time (compared to experimental procedure). 
  • Saves resources since only a low number of enzymes are tested in the lab (maximum of 300 enzymes tested in the lab with Zymvol’s technology instead of up to millions using exclusively experimental approaches)

As pointed out before, Molecular Modeling techniques are always complemented with sequence-based strategies; the increasing field of bioinformatics complements the predictions and adds new hints hidden on the protein sequence! 

Bioinformatics evaluates the vast amount of data collected daily worldwide and extracts extremely valuable information by applying the proper tools and algorithms. 

Molecular modeling complements wet lab experiments. The way of maximizing success and development in our services Enzyme Search and In silico design is through the close collaboration between dry and wet lab. Considering these two areas as iterative approaches allows scientists to gather a deeper and faster understanding of, in this case, biocatalysis. While computational predictions need to be validated by experimental techniques, wet lab experiments can also benefit from computational approaches by reducing the research time and costs and giving valuable atomic-level insights. In this way, by analyzing huge datasets (sequences, mutant libraries, enzymatic properties, …), lab work is significantly reduced. This enables scientists to obtain results in shorter times and accelerates research/industrial projects, which is of imperious importance for the Industrial Sector (Truppo 2017).

Molecular Modeling in use

Due to the exponential increase that computational resources and strategies have undergone in the last decade, in silico simulations have gained a spot guiding the experimental work in a wide range of areas. (Check the following references for more information on these topics: Hollingsworth & Dror, 2018, Schwaigerlehner et al., 2018, Blog article Ebejer and Baron 2020, as well as more trend research like the one related to COVID19 (Talk by Strauch, 2021)). 

Some fields that are benefited by these in silico methodologies include:

  • Drug discovery (disease mechanisms)
  • Neuroscience (for example, protein-protein interactions)
  • Advanced therapies (for example, antibody engineering)
  • Biocatalysis (for example, directed evolution)

Some practical examples:

  • Elucidate enzymatic mechanisms, understanding enzymes’ catalytic power and enzyme design.
  • Simulation of binding-free energies of small molecules (e.g drugs to their targets).
  • Search for wild type enzymes to perform a particular non-natural reaction.

Getting the best out of Molecular Modeling

As it has been stated, Molecular Modeling is one of the most important approaches we use to provide our Enzyme Search and In Silico Design services. Thanks to our innovative approach, at ZYMVOL we are able to take into account the following features:

  • Solvent effects (by incorporating explicit waters in our simulations) 
  • Quantic effects 
  • Dynamic changes of the protein backbone (backbone flexibility)
  • Distant mutations
  • Side chain flexibility

 

 

Normally, it's hard to find companies who work with all these features, since techniques are very expensive, time consuming or require high specialization. 

The truth is that in this area, the customer moves in the trade off triangle of price-time-expertise: either techniques are very expensive (and/or time-consuming) or require scientists with outstanding degree of specialization to successfully carry out projects. 

What you usually find in the market is:

  • Companies relying only in bioinformatics and experimental work (↑time, ↑price, ↓specific expertise)
  • Companies offering only experimental approach (↑time, ↑price, ↓specific expertise)
  • Companies that offer excellent software, but it is very difficult to achieve quick, reliable results without the assistance of an expert.  (↑time, ↓price, ↓specific expertise).

However, taking all of these features into account is truly beneficial, as it means:

  • More realistic simulations
  • More accurate results and with the unique advantage 
  • The possibility of obtain results in significant short times

Molecular Modeling is a truly powerful tool and it has contributed significantly to our enzyme discovery and design projects. Thanks to it, we can help many industries transition to the use of biocatalysts and make the industry greener.

Do you still have questions related to molecular modeling? Drop us an email: info@zymvol.com

 


References:

Aprahamian, I. (March 3, 2020) The Future of Molecular Machines. ACS Cent. Sci., 6(3), 347-359

Bochicchio, D.; Pavan, G.M. (February 11, 2018) Molecular modelling of supramolecular polymers. Advances in Physics:X, 3(1)

Ebejer, J.P; Baron, B. (June 14, 2020) Dry- and wet-lab research: two sides of the same coin. Times of Malta. https://timesofmalta.com/articles/view/dry-and-wet-lab-research-two-sides-of-the-same-coin.798297

Frederix, P.W.J.M.; Patmanidis, I.; Marrink, S.J. (April 24, 2018). Molecular simulations of self-assembling bio-inspired supramolecular systems and their connection to experiments. Chem. Soc. Rev., 47, 3470-3489

Hollingsworth, S.A.; Dror, R.O. (Sept 19, 2018) Molecular dynamics simulation for all. Neuron, 99(6), 1129-1143

Nature. Molecular Modelling. https://www.nature.com/subjects/molecular-modelling

Soni, N.; Mashusudhan, M.S. (June, 2017) Computational modeling of protein assemblies. Current Opinion in Structural Biology, 44, 179-189

Schwaigerlehner, L; Pechlaner, M; Mayrhofer, P; Oostenbrink, C; Kunert, R. (May 11, 2018) Lessons learned from merging wet lab experiments with molecular simulation to improve mAb humanization. Peds, 31(7-8), 257-265

Truppo, M.D. (April 18, 2017) Biocatalysis in the Pharmaceutical Industry: The Need for Speed. ACS Med Chem Lett. 8(5): 476-480


Why is Green Chemistry important? Origins and Industry Impact

For the past few decades, the scientific community as well as society as a whole has raised its voice on the impact our actions have on the environment, pressing authorities and looking for solutions to address the problem. One of the main focuses has been set on Chemistry, as many “traditional” chemical processes are not sustainable in the long run, with devastating consequences for the environment and quality of life.

In this context, there’s a term that has been slowly, but steadily, gaining traction: Green Chemistry

As the International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) puts it, Green Chemistry (also known as Sustainable Chemistry) encompasses the “invention, design, and application of chemical products and processes to reduce or to eliminate the use and generation of hazardous substances”.

But what does this all mean? Why is green chemistry important and how does it contribute to the world’s sustainable development?

Let’s start by going back in history…

The Origins of Green Chemistry

According to the American Chemical Society (ACS), the term “Green Chemistry” was first coined by the US Environmental Protection Agency - Office of Pollution Prevention and Toxins around the 1990s.

The idea of a greater consciousness regarding chemistry had been gaining power since the 60s and 70s, however, it was mostly focused on banning dangerous toxins like DDT and “cleaning up” the aftermath of certain chemical activities. It was not until the 80s and 90s that scientists started thinking differently about their way of doing chemistry, shifting the focus on how to prevent pollution before it even took place.

Then, in 1998, two scientists named Paul Anastas and John C. Warner published what today is popularly known as the "Twelve Principles of Green Chemistry".

The Twelve Principles of Green Chemistry

First published in the book “Green Chemistry: Theory and Practice”, the Twelve Principles of Green Chemistry is a set of guidelines that other chemists can consult to work towards a more sustainable chemistry. The book marked a new era, by helping consolidate a movement that was destined to define how modern chemistry is made.

The principles highlighted in Anastas and Warner’s book are:

  1. Waste Prevention
  2. Atom Economy
  3. Less Hazardous Chemical Syntheses
  4. Designing Safer Chemicals
  5. Safer Solvents and Auxiliaries
  6. Design for Energy Efficiency
  7. Use of Renewable Feedstocks
  8. Reduce Derivatives
  9. Catalysis
  10. Design for Degradation
  11. Real-time analysis for Pollution Prevention
  12. Safer Chemistry for Accident Prevention

Green Chemistry in Industry

Now that sustainability is on everybody’s top-of-mind, Green Chemistry is more important than ever. Just think about the amount of industries that rely on chemistry and whose activity has a great impact on the environment: pharma, agriculture, colorants, materials, consumer products... to name a few. 

This in part is due to the clear increase in awareness about environmental pollution. Especially since the last decades, people are becoming aware that we, as humans, are stressing the planet’s finite resources, and acknowledging that our consumption and waste have to go somewhere. And the current COVID crisis has consolidated this feeling. Just to mention some facts, there is fair evidence about:

If you watch the news, you might have noticed that some institutions are working non-stop to keep this issue present:

And special laws and regulations are being developed to promote more environmentally friendly, sustainable production processes and industries: REACH normative in European Union, ISO 14001, to name some of them.

In parallel, consumers are concerned about the impact the products they buy have in the environment and in their own bodies. Multiple initiatives inviting consumers to choose more “consciously” are nowadays on the front line, and they are demanding products that are respectful in the whole production chain: from manufacturing to recyclability. 

Having said all this, perhaps you are not very sure yet about the difference between green chemistry and general chemistry. The best way to describe it is that Green Chemistry’s main goal is to achieve the same or equivalent chemical reactions with a decrease in environmental damage.

And how is this accomplished?

Some techniques that are used for this aim include:

  • Catalysis: as mentioned in our first blog post, catalysis is the process of increasing a chemical reaction’s rate by the addition of an element denominated catalyst (like enzymes!), that is not consumed during the reaction and therefore can act repeatedly.
  • Synthetic biology: by applying engineering principles, the goal is to redesign and create new biological systems with the aim of providing novel solutions. Examples of this could be the creation of lab-grown meat, synthetic insulin or biofuels produced by algae.
  • Chemical synthesis: as the Nature journal definition says, chemical synthesis is “the process by which one or more chemical reactions are performed with the aim of converting a reactant or starting material into a product or multiple products”.

Why are industrial enzymes an example of Green Chemistry?

Maybe you are still wondering how green chemistry can help decrease pollution.

Like we mentioned earlier, Green Chemistry focuses on sustainability by looking for ways of preventing pollution, hazardous activity and resource waste. That’s why the use of industrial enzymes is such a sought-after solution for many companies who want to shift to greener production processes.

As biocatalysts, enzymes have a set of properties more beneficial than their non-enzymatic counterparts:

  • They are highly selective and specific, which allows chemists to have more control over their desired results.
  • They are effective under mild temperatures, which means significant energy savings.
  • They do not generate toxic waste.

As you can see, enzymes are pretty powerful! The main problem is adapting these enzymes to an industrial setting, which usually means tweaking the structure of an already existing enzyme to give it new features and make it work under certain conditions.That’s why at Zymvol we work to expand the use of green chemistry by creating custom-made enzymes for different industries. With some time and effort, we can make the world become a little bit greener.

 


References:

American Chemical Society. Green Chemistry History. https://www.acs.org/content/acs/en/greenchemistry/what-is-green-chemistry/history-of-green-chemistry.html 

CompoundChem (September 24, 2015). The Twelve Principles of Green Chemistry: What it is & Why it Matters. https://www.compoundchem.com/2015/09/24/green-chemistry/

Nature. Chemical Synthesis. https://www.nature.com/subjects/synthesis 

European Environment Agency (March 25, 2021) Synthetic biology and the environment. https://www.eea.europa.eu/publications/synthetic-biology-and-the-environment 

Aatresh, A.; Cumbers, J. (September 22, 2019) Can Synthetic Biology Make Insulin Faster, Better and Cheaper?. Synbiobeta. https://synbiobeta.com/can-synthetic-biology-make-insulin-faster-better-and-cheaper/ 

Straathof, A.J.J.; Adlercreutz, P. (2000). Applied Biocatalysis (2nd Ed.). CRC Press.


What are the Colors of Biotech?

Modern biotechnology arose in the late 20th century and is currently proving to be one of the key solutions to today's problems, especially regarding health and the environment.

According to the UN Convention on Biological Diversity, Biotechnology is defined as any technical application that uses biological systems, living organisms or parts of them to make or modify products or processes with specific uses.

Giving that those products can be of many types, Biotechnology can cover a wide number of applications: from increasing the quality and resistance of farm crops, to keeping hospital patients healthy by keeping track of their vital signs -and, of course, engineering enzymes for industrial use.

The Colors of Biotech

As a way to structure this vast array of biotech possibilities, scientists started to categorize them by color. Each branch, a different color. That’s why you’ll often hear about the Rainbow Code of Biotechnology.

So what does each color represent in this biotech rainbow?

  • Blue Biotech covers the aquatic and marine fields, by using ocean resources to create products and industrial applications.
  • Green Biotech has to do with everything agriculture-related, focused on improving crops in an accurate, targeted way.
  • Red Biotech centers on Healthcare, by developing an advanced class of drugs and therapies
  • Yellow Biotech covers Food Production
  • Brown Biotech for when Deserts and dry regions are involved
  • Golden Biotech is focused on the use of Bioinformatics, Computational Science, Agile organization and analysis of biological data. We recently wrote a post about what is Golden Biotech in more detail.
  • Gray Biotech encompasses the Environment and biodiversity, environmental protection, maintenance of biodiversity and removal of pollutants
  • White Biotech is for Industrial processes and gene based technologies, as well as the use of enzymes and microorganisms to produce biobased products
  • Purple Biotech is reserved for the laws, ethics and philosophy revolving around biotechnology
  • Black Biotech, as you can imagine, focuses on a darker topic: Bioterrorism and biological warfare

 

At ZYMVOL we are part of the golden branch of biotechnology, since we use computational approaches to improve and enable the discovery of industrial enzymes. For that, we use technology based on computational molecular modeling, machine learning and other tools that allow us to fully understand and work with the chemical structure and interactions between enzyme, substrate and its environment.

We are golden, but our technology can help develop solutions in all other colors!

Discover how we help our customers in Pharma, Chemicals, Biotech and other industries here.

 


References:

Convention on Biological Diversity (2006). Convention Text. Article 2. Use of Terms. https://www.cbd.int/convention/articles/?a=cbd-02

Kafarski, P. (2012). Rainbow Code of Biotechnology. CHEMIK. 66(8), 811-816.


Golden biotech: what it is and why it matters

You might be wondering: “what is golden biotech?”. The answer is rather simple: a biotechnology field that uses computer science as a main driving force. But do you know why it’s often referred to as “golden”? Or what exactly does it entail when taken into practice?

The color code of biotech

First of all, Golden biotech is known as “golden” because of the Rainbow Code of Biotechnology: a way to divide biotechnology’s vast array of applications into different categories, each one defined by a color.

Through this code, we know that when someone is talking about red biotech, they’re referring to health and medical applications; and when they’re talking about white biotech, they’re mostly talking about industrial uses.

All colors of the Biotech Rainbow are important, but what sets Golden Biotech apart is that it revolves around computers. For a technology to be considered golden, it has to rely heavily on some form of computational technique.

Golden biotech is a fairly recent addition to the biotech spectrum, but due to increasing advances in computer technology, one with a lot of potential to keep on growing in the following years.

Some of the main areas included in golden biotech are:

  • Bioinformatics. Field that focuses on analyzing large sets of biological data.
  • Nanotechnology. Field that uses technology at a nanoscale, or in other words, in atomic, molecular and macromolecular levels.
  • Computational Biology. Although closely linked to Bioinformatics, Computational Biology consists of using computational methods to develop models for the study of biological systems. This means relying on technologies like Machine Learning, Algorithms, Big Data (to name a few) for building these models.

Zymvol: an example of Golden Biotech company

Now that you know the definition of golden biotech and the main technologies behind it, you might say: “ok, but what does it really look like taken into practice?”

Just take a look at us. At ZYMVOL, we are golden. And is not that we are pretentious: it’s because we work in the golden branch of biotechnology.

At our company, we use a computational approach to improve and enable the discovery of industrial enzymes. We perform what we call “in silico enzyme evolution”, that is, engineer enzymes in the computer through molecular modeling, machine learning and other computer driven technologies. This allows us to fully understand the chemical structure and interactions between the enzyme, the substrate and their environment.

Take a look at the following video. What we do at ZYMVOL in a nutshell:

 

 

Through computer simulations we reproduce the enzyme, its environment and the desired reaction (substrates that interact with the enzyme) to be carried out: we perform different strategic mutations (amino acid substitutions) along the enzyme’s sequence and test its performance, looking at variables such as stability, activity or selectivity.

Thanks to computer simulations, we came up with the best combinations to test in the lab. We provide to our customers the sequences of the top performing candidates, so they produce in the lab only what matters.

This, at large, is the heart of golden biotechnology!

 


References:

Brown, K. (2018) Gold Biotechnology. Wikitech. https://wikitech21.wordpress.com/2018/08/26/gold-biotechnology/

DaSilva, Edgar J. (2004). The Colours of Biotechnology: Science, Development and Humankind. Electronic Journal of Biotechnology, 7(3), 01-02.

 


All you need to know about enzymes: biocatalysts for a greener future

If you’ve followed us for a while, you may already know that at ZYMVOL we work primarily with enzymes, designing and optimizing them through computer simulations. Enzymes are applied pretty much everywhere: from food products, cosmetics, in the synthesis of pharmaceutical products, and -as the natural biomolecules they are- even the inside of your own body.

But despite the key importance of these molecules in our daily lives, not many people know what they do! That’s why in this post we want to break down some of the main points regarding enzymes, its industrial uses and why they are the key to a greener, more sustainable chemical industry.

What are enzymes?

Enzymes are proteins naturally found in living organisms. They work as biocatalysts, which means they help “catalyze” or accelerate chemical processes. Instead of waiting hours or even days for the reaction to be completed, enzymes have the power to speed it up and produce many reactions in less than a second!

Take for example the lactase enzyme. When we drink milk, there’s a protein whose sole purpose is to break down lactose so we can digest it better. However, people who are lactose intolerant don’t have that enzyme, or simply  don’t have enough of it, so they have a harder time digesting it (and suffer the consequences of it).

What does an enzyme look like?

There are around 20 different types of amino acids in Nature, and they are crucial in defining an enzyme’s characteristics. An enzyme is made up of a sequence of amino acids, varying greatly on number. Some may just have 50 amino acids, some may have more than 200.

Here, the variability is enormous: proteins can have different lengths, and can be formed only by some of the around 20 available amino acids. That’s why In Nature, there are millions of different proteins, each one with a particular amino acid sequence.

Also, they tend to fold into themselves, that’s why you’ll usually see images of enzymes represented like this:

 

However, the most important thing to know is that an enzyme’s amino acid sequence defines its shape. And its shape determines its function.

How does biocatalysis work?

As we mentioned previously, enzymes’ function is to catalyze chemical reactions. A catalyst is a molecule that increases the rate of a chemical reaction without being consumed by the reaction.

Enzymes catalyze all reactions that take place in living organisms, and these reactions can be of different types, like synthesis or degradation of products, among others.

To understand the process better, take a look at the following image, which represents the most accepted model of enzyme catalysis, the Induced Fit model, representing a synthesis reaction (formation of a product):

The enzyme-catalyzed reaction takes place in an inner region of the enzyme known as “active site”. The molecule that is bound in the active site is the “substrate”. Active sites are very specific, and only react with very specific types of “substrates”.

The “substrate” interacts with the “active site”, forming a transient “enzyme-substrate complex” that becomes an “enzyme-product complex” once the chemical changes take place.

Even if initially the substrate doesn’t adhere perfectly to the active site, the enzyme is flexible enough to adapt to the substrate. When the reaction finishes, the formed product is released and the free enzyme can bond to another substrate, starting the process again.

Examples of enzymes in our daily lives

As mentioned before, enzymes play a very important role by accelerating chemical reactions happening in our bodies, like breaking down lactose.

But this is just one example of the millions of possibilities that exist. Besides very technical uses, scientists have also applied these bio-molecules in the industry to create all kinds of products. Nowadays, they can be found in:

  • Pharmaceutical.
  • Chemical.
  • Food.
  • Animal Feed.
  • Cosmetics.
  • Cleaning.
  • Textile.
  • Recycling.
  • Pulp and paper products.
  • Flavors and Fragrances.

Industrial applications of enzymes

There’s a long history of enzymes being used to elaborate certain goods (for example, with alcohol fermentation) and, in the 20th century, they started to become more present in various industries. However, not all natural enzymes are valid for the overwhelming amount of different and highly specific chemical processes that take place in the current market.

Global trends on consumer needs and social change push companies to improve their products in different aspects, like  composition,  performance  or  manufacturing, while implementing sustainable production processes and reducing costs.

Therefore, protein engineering and enzyme improvement has gained popularity for companies who want to maintain their competitiveness, while also transforming their production to comply with green chemistry standards.

Some of the most popular industrial enzymes include:

  • Alcohol Dehydrogenases. Those that can reduce aldehydes into primary alcohols and ketones into secondary alcohols.
  • Oxidative Enzymes and Oxidoreductases. Those that cause or accelerate an oxidation reaction.
  • Lipases. Those that help disaggregate fat through hydrolysis.

Why enzymes are key for a sustainable future

There’s no denying that one of the biggest challenges the world faces nowadays is tackling climate change, which many environmental experts predict will have terrible consequences in the following decades. It’s no wonder that in 2015, the UN set a list of Sustainable Development Goals, with goals specifically focused on Climate related issues and Responsible Production.

What many people don’t know is that the use of enzymes in an industrial level can make a big difference in the way companies operate, and, therefore, have a significant and positive impact on the environment.

Why is that? Some advantages of using enzymes include:

  • Mild reaction conditions: enzymes usually do not require harsh working conditions such as high temperatures or use of solvents or other hazardous auxiliary chemicals.
  • Eco-friendliness: enzymes can substitute organic catalysts that require heavy metals that eventually are released to the environment.
  • Speed: enzymes are able to carry out chemical reactions in a extremely fast way
  • Efficiency: with proper reaction conditions, enzymes are able to process all present substrate and convert it into desired product
  • High product selectivity: enzymes are able to react with specific, targeted molecules, even in complex mixtures
  • Savings: with the advantages commented above, companies can save resources

Moreover, and according to the OECD, the potential of climate change mitigation coming from biotechnology processes and biobased products (in which improved enzymes applied to the chemical sector are included) “ranges from between 1 billion and 2.5 billion tons CO2 equivalent per year by 2030”.

Enzymes implemented as industrial biocatalysts are paving the way for a green chemistry revolution. As more industries start to embrace their use, we can get closer to reaching a true bioeconomy.

 


References:

Heckmann, C. M.; Paradisi, F. (2020). Looking Back: A Short History of the Discovery of Enzymes and How They Became Powerful Chemical Tools. ChemCatChem, 12(24), 6082-6102.

Lehninger Principles of Biochemistry, 5th Edition. D.L Nelson and M.M Cox (2008)

Neitzel, J. J. (2010) Enzyme Catalysis: The Serine Proteases . Nature Education 3(9):21

Nature Education eBooks chapters Essentials of Cell Biology, Unit 2.4 and Cell Biology for Seminars, Unit 2.4  © 2014 Nature Education https://www.nature.com/scitable/topicpage/protein-structure-14122136/

OECD.(2011). Industrial Biotechnology and Climate Change. Opportunities and Challenges. http://www.oecd.org/science/emerging-tech/49024032.pdf

Phillips, Rob; Milo, Ron; How many reactions do enzymes carry out each second? Cell Biology by the Numbers. http://book.bionumbers.org/how-many-reactions-do-enzymes-carry-out-each-second/

 

 


Ranking of the 100 most innovative Startups in Spain

StartupsReal, in collaboration with El Referente, launches the first ranking to list and analyse the 100 most promising startups and innovative companies in Spain in the seed and early stage.

The report includes:

  • The cities and autonomous regions where the 100 companies are located
  • Breakdown by sector
  • Detailed analysis of each company
  • Scoring system and methodology used to draft the ranking

Download Now


Enzimas con diseño personalizado

A la sombra de las 'start up' digitales, las compañías que tienen el 'hardware' como base tratan de generar un ecosistema propio a partir de su potencial y su capacidad de aportar valor añadido a la economía española.

Más allá de su crecimiento exponencial y el carácter atractivo de sus propuestas, hay un universo más allá del emprendimiento de base digital. En ese mundo, destacan las start up de base hardware o industrial: aquellos proyectos de base científico-técnica que incorporan algún tipo de proceso productivo de manufactura.

"Hay todo un ecosistema de apoyo al emprendimiento basado en start up de base digital que buscan un crecimiento rápido, una gran escalabilidad y un retorno potencial muy alto", apunta Oriol Pascual, director de IQS Tech Factory, el centro de emprendimiento del Instituto Químico de Sarriá (IQS).

Frente a esas propuestas de servicio, "resulta necesario destacar la importancia del emprendimiento industrial. Si queremos una economía resiliente como país, debemos invertir en proyectos de alto valor añadido: los servicios no lo son, mientras que los proyectos de base industrial sí".

Con el fin de contribuir al desarrollo de la próxima generación de empresas industriales, esta aceleradora apoya la creación de nuevas start up, a las que acompaña en la evolución de sus proyectos desde un prototipo funcional hacia una primera serie industrial. "Es el único programa de aceleración en España que se centra en start up de base hardware y, de forma específica, en procesos de industrialización; sólo somos dos en Europa y seis en todo el mundo", explica Pascual.

De este modo, "la industria 4.0 se está convirtiendo en un importante foco de interés para el desarrollo de las nuevas tecnologías, debido a la necesidad de las grandes empresas del sector de acelerar su transformación digital para competir en el mercado actual", añade Aitor Urzelai, director de emprendimiento, innovación y sociedad de la información del Gobierno vasco, que lidera Bind 4.0, un programa de aceleración industrial en el que participa una selección de empresas punteras del sector.

Se trata de otra iniciativa pionera en el ámbito industrial, que conecta a start up con grandes compañías. La colaboración es clave: "La empresa industrial establecida está jugando el papel más importante en el impulso de estas start up", añade Oriol Pascual. Así, ambos programas de aceleración se centran en "favorecer la conexión entre grandes empresas y las mejores start up desde un enfoque de innovación abierta", como afirma Urzelai.

"Estamos en las fases iniciales de creación de un ecosistema; hasta ahora mucho talento ha tenido que salir fuera por falta de apoyo e inversión", lamenta Pascual. Asimismo, manifiesta que el reto principal "deriva de la escasa financiación privada para proyectos industriales de innovación". En una línea similar, el responsable del Gobierno vasco concluye que la principal dificultad para las empresas es "encontrar la oportunidad de implementar soluciones innovadoras y desarrollar proyectos con clientes de referencia en escenarios reales".

Enzimas con diseño personalizado

La metodología más habitual para la mejora de enzimas es la evolución dirigida, una fórmula que el año pasado ganó el premio Nobel de Química. Se trata de un proceso efectivo pero lento, muy costoso y con un resultado imprevisible. Por esta razón, "hemos desarrollado un 'software' que es capaz de sustituir hasta el 90% de pruebas en laboratorio, pero lo más importante es que somos capaces de anticipar el éxito de un proyecto: nuestro diseño personalizado de enzimas industriales se adecua a las necesidades y recursos de sectores como el químico, el alimentario y el farmacéutico", subraya María Fátima Lucas, CEO de Zymvol. Junto con ella, Emanuele Monza y Víctor Gil -otros dos investigadores con experiencia en modelación molecular para el diseño de fármacos-, fundaron esta 'start up'. Lo hicieron en mayo de 2017 con una inversión inicial de 41.000 euros y, en poco más de tres meses, cerraron sus primeras ventas y 18 meses después alcanzaron el 'break even'. Todavía sin inversión privada, Zymvol tiene once empleados y factura en países como Francia, Alemania, Brasil, Austria, Bélgica y Suiza. Sus clientes son grandes multinacionales de la industria química, farmacéutica, alimentaria y cosmética, además de medianas empresas biotecnológicas. Lucas destaca que "el 'know how' que hemos desarrollado y la tecnología son los pilares de nuestra empresa", que para mantener la delantera del conocimiento invierte de forma constante en I+D+i.

Un casco de seguridad inteligente

En 2018, 652 trabajadores fallecieron en España a causa de accidentes laborales, según datos del Ministerio de Trabajo. Aunque la tendencia es positiva en las últimas tres décadas, la cifra del último año es la más alta desde 2011. Por esta razón, "diseñamos nuestra propia solución de dispositivo 'wearable' para monitorizar la seguridad del trabajador en sectores industriales y de riesgo", explica Gerard Fernández, cofundador y CEO de la 'start up' barcelonesa Engidi. La empresa pone el foco en la tecnología para monitorizar su casco de seguridad inteligente, que saca partido de los avances del Internet de las cosas en materia de conectividad para reportar con facilidad y de forma segura. Asimismo, Fernández subraya que "nuestro valor diferencial son los datos obtenidos gracias al dispositivo: la aplicación de métodos de 'machine learning' nos permite extraer patrones de comportamiento y modelos predictivos", algo que puede suponer un antes y un después para los seguros y la prevención de riesgos laborales. En cualquier caso, Engidi se dirige sobre todo al sector de la minería a cielo abierto, la construcción y los servicios industriales y el mantenimiento. Entre sus principales alianzas, ha cerrado acuerdos comerciales y de difusión con grandes corporaciones como Telefónica, Nokia y Orange, que le facilitan acceso a sus clientes B2B y aseguran su conectividad.

Nanosatélites para conocer la Tierra al milímetro

Karten Space es una 'start up' que desarrolla y pone en órbita nanosatélites que obtienen imágenes de la tierra desde el espacio. "El núcleo de nuestra actividad se basa en el procesado y análisis de imágenes satelitales", señala Ainhoa Cid, cofundadora y CEO de Karten Space. Mediante técnicas de teledetección, 'deep learning' e inteligencia artificial, permite a sus clientes conocer qué sucede en cualquier localización del planeta. "Trabajamos sobre todo para grandes empresas nacionales y multinacionales de la energía, las infraestructuras y la construcción", concreta Cid. Entre sus principales clientes, destacan Iberdrola y Enel. Sus soluciones se aplican a la identificación y clasificación de activos sobre el terreno -para el control de la actividad productiva, el 'stock' y cadenas de suministros de materias primas-, el seguimiento de avances de obra y el control de cambios sobre el terreno, para analizar impactos y planificar medidas de contingencia.

Plataformas robóticas para cualquier superficie

Las limitaciones de los vehículos de alta maniobrabilidad en el ámbito industrial inspiraron el modelo de negocio de Steering Machines. "Hemos desarrollado plataformas robóticas con navegación autónoma para aplicaciones industriales de logística automatizada y robótica móvil", afirma Juanjo Canuto, su CEO. La innovación es que se trata de un vehículo omnidireccional con ruedas convencionales: "Puede moverse en lateral, diagonal y rota de manera independiente sin maniobrar", señala Canuto. Esta 'spin off' del Centro de Diseño de Equipos Industriales (CDEI) de la Universidad Politécnica de Cataluña ha perfeccionado un producto con alta capacidad de carga y maniobra, que facilita el movimiento de estos robots móviles en espacios reducidos y compartidos con personas, además de superficies irregulares como la construcción y el exterior. Sus principales clientes son desarrolladores de robótica móvil e ingenierías de automatización.

Residuos vegetales como alternativa al plástico

Preocupada por los restos de plástico que encontraba al bucear con sus hijos, Arancha Yáñez decidió fundar Feltwood. Tras seis años de investigación, halló el modo de transformar residuos agrícolas vegetales en sustitutivos del plástico biodegradables. "Nos sirven hasta 35 tipos de residuos distintos y la lista crece cada día", dice Óscar Longares, responsable de desarrollo de negocio. La compañía activa dos procesos industriales: el primero transforma los residuos en lo que denominan "materia prima Feltwood" y el segundo le da forma para que se convierta en lo que sus clientes necesitan. "Podemos obtener materiales de diversas propiedades: algunos tres veces más duros que la madera, otros con propiedades de aislante térmico y otros más flexibles, por ejemplo para fabricar de bandejas para fruta y verdura", explica Longares. Los materiales son 100% fibras vegetales y sus procesos no emplean ningún tipo de plástico, adhesivos ni aglomerantes.

Un material maleable para impresión 3D

Una tecnología reciente como la impresión 3D ha abierto oportunidades hasta hace poco impensables. "Nuestra tecnología Switch3d consiste en el desarrollo de un material para impresión 3D capaz de imprimir productos con áreas de rigidez variable a través de la sinterización selectiva por láser (SLS) en una sola impresión", comenta Mikel Galino, cofundador y director de operaciones de Onyriq. La 'start up' ha desarrollado en su laboratorio de Esplugas de Llobregat (Barcelona) esta tecnología propia, financiada en concurrencia competitiva en el marco del programa Neotec del CDTI. Onyriq cuenta con dos líneas de negocio diferentes y complementarias: además del desarrollo de tecnología propia, realiza servicios de I+D para empresas que quieren innovar en el ámbito de los materiales poliméricos. La versatilidad y la presencia de los polímeros en diversos ámbitos permite a la 'start up' trabajar con compañías de sectores como el químico, la automoción, la salud y la ortopedia. La firma nació con la vocación de "cerrar la brecha existente entre la ciencia y el mercado, haciendo que el I+D tenga un impacto social y económico", apunta Galino, que añade que "toda nuestra propuesta de valor gira en torno al desarrollo de nueva tecnología". La compañía cree que su tecnología revolucionará el sector de la ortoprotésica, permitiendo que las personas que requieran una prótesis a medida dispongan de una solución rápida y eficaz que facilite su vida diaria.


Zymvol Biomodeling, la startup especializada en el descubrimiento de enzimas

 

  • El software de la startup catalana es capaz de probar 50.000 proteínas al día ahorrando tiempo y costes en el laboratorio.
  • La empresa ha recibido varios premios, entre los que destacan haber sido seleccionada como una de las 500 mejores startups tecnológicas del mundo por la Organización Hello Tomorrow.

Zymvol Biomodeling SL es una empresa biotecnológica privada, especializada en descubrimiento e ingeniería de enzimas por medio de simulaciones computacionales. Mediante simulación en ordenador permite ver la estructura tridimensional de una proteína y cómo interactúa con pequeñas moléculas, que son el sustrato. Su software propio permite, por tanto, diseñar enzimas para la industria.

La stratup catalana fue fundada en 2017 por Maria Fatima Lucas, Emanuele Monza y Víctor Gil, y su principal objetivo es catalizar la sustitución de procesos químicos no-sostenibles, que a menudo utilizan catalizadores metálicos que son costosos y contaminantes, por biocatálisis, una alternativa limpia y sostenible.

Hasta ahora, la simulación computacional se ha utilizado principalmente en la búsqueda de nuevos fármacos. Esta metodología consiste en usar una proteína como diana terapéutica y buscar moléculas para ella. Pero Zymvol Biomodeling lo hace al revés. En el diseño de enzimas se mantiene la molécula, el sustrato, y se modifica la enzima. El resultado es que consiguen desarrollar pruebas de 50.000 proteínas al día a través de un ordenador, ahorrando tiempo y costes en el laboratorio.

MODELO DE NEGOCIO

El modelo de negocio de Zymvol Biomodeling se basa en prestar servicios de búsqueda, diseño y mejora de enzimas, aunque actualmente se está ampliando a la producción de enzimas propias. La principal diferencia entre Zymvol y otras empresas del mismo sector es que sus expertos utilizan un software propio, modular y adaptable, con una excelente relación coste/precisión que permite sustituir un significativo número de pruebas experimentales, ahorrando hasta un 90% de tiempo y recursos.

INVERSIÓN

Para poner en marcha la startup, los fundadores necesitaron una inversión inicial de 41.000 euros, los cuales fueron destinados al pago de sueldos, servicios externalizados, desarrollo de I+D y marketing. También han participado en varios programas de aceleración, los cuales destacan IQS Next Tech con una duración de seis semanas, Richi Social Entrepreneur, con el que se desplazaron a Boston tres semanas, y el programa de aceleración de Barcelona Activa, que dura dos meses.

OBJETIVOS

Los objetivos principales de Zymvol son dar los primeros pasos en la producción de enzimas propias y avanzar en la automatización de su software. A día de hoy, y a pesar de su juventud, ya cuenta con clientes en España, Austria y Corea, y pretende entrar en el mercado estadounidense dentro de poco. En cuanto a objetivos de facturación, la compañía se ha propuesto cerrar el año con 0,5 millones de euros.

 


La tribu que cria les ‘start-ups’

Barcelona ha teixit un avançat ecosistema al voltant del naixement i l’impuls d’empreses tecnològiques, biotecnològiques i industrials de nova creació

Diu la tradició oral d’alguns pobles d’Àfrica que per educar un nen cal una tribu. Més o menys, com passa amb les start-ups i les empreses de nova creació, que requereixen un ecosistema ben estructurat també per poder fer-se grans i no morir en l’intent. Aquesta particular tribu està formada, d’entrada, per una xarxa d’universitats i escoles de negoci, situades en els llocs més alts dels rànquings mundials que proporcionen talent a a les start-ups.

Un bon exemple de la importància d’aquesta xarxa en la implantació a Barcelona d’empreses amb gran potencial és Vilynx, una firma d’intel·ligència artificial (IA) que està desenvolupant tecnologia capdavantera. Té una seu als EUA, on té el seu mercat i les fonts de finançament però en canvi van ubicar a Barcelona el centre de desenvolupament de la tecnologia. Vilynx és una de les deu start-ups seleccionades, per un grup d’experts, pel seu potencial i amb les que L’Econòmic ha parlat per analitzar com han beneficiat la tribu local. Elisenda Bou-Balust, cofundadora de Vilynx explica que Barcelona té bones escoles d’enginyeria, que proporcionen la gent que fa els desenvolupaments. “Ara, però, ens trobem que hi ha una falta de personal per l’elevada demanda de projectes emprenedors”, diu.

Alberto Espinós, CEO i fundador de Tropicfeel, una marca de sabatilles tot terreny, considera què convertir Barcelona en un hub d’innovació ajuda a atreure talent per treballar en empreses joves: “Crec que organismes com Barcelona Activa i Barcelona Tech City donen, a més, confiança als inversors.”

En aquest ecosistema hi ha també un conjunt d’acceleradores, tant d’iniciativa pública com privada, com ara, Barcelona Activa, que citava Espinós, i SeedRocket, entre moltes altres que ofereixen orientació tècnica i empresarial per convertir projectes en start-ups i, a més, atreure inversors. En pocs anys, es calcula que una cinquantena de firmes privades de tots els sectors han posat en marxa acceleradores internes.

Àlex Martí, fundador i director general de l’empresa emergent Mitiga Solutions, que ha desenvolupat una tecnologia per avaluar els impactes de les erupcions volcàniques en el sector de l’aviació, explica que en el seu cas la xarxa d’impuls a les noves empreses ha estat determinant. Quan va tornar del Regne Unit, després de fer-hi el doctorat, desconeixia el panorama empresarial. “Vaig fer cursos de formació i després de la preacceleració a Barcelona Activa, també vam tenir el suport del programa BTT Esade, que ofereix el servei d’MBA per definir el negoci, i el programa Empenta d’Esade Creapolis, més enfocat a mercat, a la seva escalabilitat”, relata Martí.

Inversors.

La pota financera, tant pública com privada, amb Caixa Capital Risc, Ysios Venture Capital i l’ICF, per citar-ne algunes, s’ha anat engreixant, principalment per a les fases inicials.Els darrers cinc anys s’ha donat una eclosió de fons privats per impulsar i donar ales a les start-ups. En biotecnologia, per exemple, en què només fa cinc anys hi havia sis inversors internacionals ara en són cinquanta. En el seu conjunt, el sector privat (fons de capital risc i les empreses) és ara el principal inversor en les empreses de nova creació. En tots els sectors d’especialització entre el 2014 i el 2018 Barcelona ha passat de captar 176 milions d’inversió a 871 milions. La ciutat s’ha convertit, a més, en líder, en termes d’inversió rebuda al conjunt de l’Estat.

Així mateix, la proliferació d’espais de cotreball tant internacionals, com el recentment aterrat We Work, i d’altres més locals, com ara Valkiria i Barcelona Tech City al Pier01, de la plaça Pau Vila, faciliten espais més assequibles on l’emprenedoria es multiplica. Barcelona és, després de Londres, la ciutat que més espais de cotreball té en actiu.

Uns elements menys concrets, però igualment vitals en l’ecosistema, han estat els programes públics i esdeveniments com ara el Mobile World Congress i Bizbarcelona.

Cadascun dels eixos d’aquest ecosistema explica per què la capital catalana sumava el 2018 prop del 30% de les start-ups registrades a tot l’Estat, que han begut en diferent mesura de l’ecosistema barceloní. Una d’aquestes és Able Human Motion, una spin-off de la UPC que ha desenvolupat un exoesquelet per millorar la mobilitat de persones amb paràlisi. Alfons Carnicero, fundador i director general, és del parer que tirar endavant un projecte emprenedor amb un producte industrial és més complicat que si és digital. “No obstant això, hem trobat sempre, i en totes les fases de desenvolupament de l’empresa, en qui recolzar-nos”, diu. De fet, han participat en programes com ara Caixa Impulse de l’Obra Social de La Caixa, el CRAASH Barcelona de Biocat i el d’assessorament a la innovació de l’escola de negocis EADA; també els ha ajudat poder tenir accés a rondes de finançament i bufets d’advocats especialitzats en aquestes tasques com ara RCD Advocats. Més recentment, també han participat en l’IQS Tech Factory, una acceleradora centrada en emprenedoria industrial que els està ajudant a passar del prototip a la fàbrica. “Som la mostra que l’ecosistema és molt complet i avançat”, indica Carnicero.

En canvi, start-ups com Badi, la plataforma líder per trobar el company de pis ideal per edat i afinitats, amb seu a Barcelona, no han necessitat acudir a cap acceleradora: “Des del naixement el 2015 sempre hem anat tenint rondes de finançament”, diu Ignasi Giralt, responsable d’una de les cinc start-ups que més inversió ha aixecat a Barcelona el 2018.

El director del programa Catalunya Emprèn del Departament d’Empresa i Innovació, Pere Condom, explica que el nostre ecosistema s’alimenta de dos moviments històrics, un de privat; en els anys noranta amb una onada d’empreses emergents, majoritàriament digitals, emmirallades en Silicon Valley. Uns anys després, la iniciativa pública es va focalitzar en les universitats amb l’impuls al concepte de l’spin off. “Es va fer èmfasi en el coneixement científic”, recorda.

Ho corrobora l’internacionalment reconegut científic Salvador Aznar-Benitah, cap del laboratori de cèl·lules mare i càncer de l’Institut de Recerca Biomèdica de Barcelona (I+RB), que va venir a Catalunya des de Londres a través del programa ICREA i que assegura que l’impuls a la ciència que es va dissenyar en l’època del conseller Andreu Mas-Colell ha estat clau per a la creació i el desenvolupament de biotecnològiques a Catalunya, entre les quals la seva (Ona Therapeutics), que està desenvolupant un fàrmac per posar fi a la fatídica metàstasi.

Malgrat tot, l’ecosistema té també reptes pendents com la falta de perfils molt especialitzats i els fons d’inversió per a les fases avançades. “Resulta fàcil aixecar el primer milió d’euros, però molt difícil arribar després d’haver creat la companyia”, diu Andreu Soldevila, de Syna Therapeutics.

La selecció dels experts

És la sisena edició que L’Econòmic es posa en contacte amb un grup d’experts perquè ens ajudin, amb la seva experiència i el seu criteri, a seleccionar deu empreses emergents ubicades a Catalunya amb una gran projecció de futur. Fem aquest exercici per celebrar un any més de la nostra publicació -i ja en són nou-, però també per presentar iniciatives empresarials tecnològiques, biomèdiques i industrials liderades per emprenedors i gestors que menaran les empreses cap a l’èxit per l’originalitat de l’activitat, pel seu rigor o per l’experiència en altres projectes. L’Econòmic ha buscat un equip d’experts per votar els projectes de més interès. Enguany hem comptat amb Miquel Martí, director general de Barcelona Tech City, ubicada al Pier 01, on es va fer la votació; Isabel Amat, directora de business development de Reig Jofre; Mercè Tell, managing partner de Nekko; Jordi Aguasca, director de Startup Catalonia d’Acció; Maribel Berges, emprenedora; Roger Blanch, BStartup Avisor de Banc Sabadell; Oriol Pascual, director IQS Tech Factory, i Enric Jové, CEO McCann BCN.

BADI

La plataforma que refà el món immobiliari

  • Ignasi Giralt, responsable de Badi a Espanya. JUANMA RAMOS

RAMON ROCA

Badi, la plataforma líder per trobar el company de pis ideal per edat i afinitats, no para de créixer. El 2018 va publicar 120.000 noves habitacions, 50.000 de les quals només a la ciutat de Barcelona, on té la seu. “Estem creixent el doble cada any, viure sol és molt car”, explica Ignasi Giralt, responsable a Espanya de Badi, fundada el 2015, per Carlos Pierre.

En poc més de tres anys, l’aplicació mòbil i web ha aconseguit transformar el sector immobiliari a l’Estat espanyol gràcies a la tecnologia que connecta de manera directa persones d’una mateixa afinitat i sense intermediaris. L’objectiu és desenvolupar la major plataforma i aconseguir una base d’usuaris àmplia i a partir d’aquí ingressar diners pels serveis de valor afegit, expliquen fonts de l’emergent tecnològica, que acaba de rebre una ronda de finançament, de la sèrie B, per valor de 26,2 milions d’euros. Amb aquests recursos, la firma s’ha marcat tres objectius: ser l’empresa de referència en el mercat de lloguer d’habitacions a Barcelona, Madrid i Londres, seguir creixent en els mercats de París, Berlín, Amsterdam i Dublín i poder tenir a finals d’any “un producte basat en la seguretat, que ajudi a fer les transferències del primer pagament de reserva per l’habitació, per evitar qualsevol estafa”, diu Giralt. La ronda rebuda a inicis d’any del fons nord-americà Good Water Capital també ha de servir per canviar i ampliar la seu. L’any 2018 l’start-up tenia 35 treballador i en l’actualitat ja superen els 80.

El 2018 van rebre 8,2 milions d’euros d’una nova ronda, sèrie A, del fons també nord-americà Spark Capital. Giralt, que igual que el fundador de la firma es va formar a l’IQS, explica que abans de tenir aquests recursos ja havien rebut diverses rondes d’1 o 2 milions procedents d’Europa o de business angels. Badi, que vol potenciar l’eina tecnològica per guanyar seguretat i flexibilitat amb el client, espera participar en una nova ronda a final d’any, per posicionar-se com a firma líder a Europa.

COCUNAT

Productes cosmètics per respectar el cos

  • Marina Azañón, cap de màrqueting de Cocunat. JUANMA RAMOS

JORDI GARRIGA RIU

Gràcies a l’empenta dels seus fundadors, Sara Werner i Ignasi Faus, Cocunat és actualment una referència ineludible en la producció de cosmètica sense productes tòxics i que rebutja fer tests amb animals.

De fet, Werner explica: “Cocunat neix de tot el coneixement que vaig adquirir investigant sobre la sensibilitat química múltiple, una malaltia rara que patia la meva mare, que provoca que el pacient detecti tots els tòxics que té al voltant.” La seva conscienciació va fer reeixir un projecte empresarial que assoleix unes vendes de 6 milions d’euros arreu del món, principalment a la Unió Europea i als Estats Units, amb l’objectiu de saltar aviat per damunt dels 40 milions. Tot partint de l’estremidora certesa que un 78% de les substàncies que es fan servir en cosmètica no compleixen l’exigent reglament europeu REACH sobre productes químics que poden afectar la salut de les persones i el medi ambient, Cocunat s’ha imposat un rigor màxim, i fins i tot depassa les restriccions d’aquesta normativa. Com diu Ignasi Faus: “Apliquem allò que habitualment no es fa en cosmètica, el principi de precaució, i els nostres ingredients són 100% segurs.” Com exemplifica Sara Werner, “molts ingredients que es fan servir habitualment, com ftalats i parabens, són disruptors endocrins que generen malalties que a la UE suposen un cost en assistència sanitària de 174.000 milions d’euros.”

De ser distribuïdors multimarca de productes toxic free, Cocunat ha passat a elaborar directament les seves cremes, xampús i protectors solars, fins al punt que ja té un catàleg de vint productes propis. Bandejant ingredients com sulfats, EDTA, aluminis, colors artificials, silicones, etc., que han estat substituïts per aloe vera, olis vegetals, rosa mosqueta..., el repte ha estat assolir una qualitat comparable a dels competidors convencionals, com explica Werner: “Si per a un xampú natural, artesà, als cabells li calen mesos d’adaptació, nosaltres hem aconseguit que sigui efectiu des del primer moment.”

ABLE HUMAN MOTION

Caminar després d’una lesió vertebral

  • Alex Garcia, Alfons Carnicero i Josep Maria Font són els tres fundadors d’Able Human Motion. JUANMA RAMOS

FRANCESC MUÑOZ

Able Human Motion és una aventura empresarial que va néixer l’abril del 2018 amb la intenció de desenvolupar i produir exoesquelets per a lesionats modulars, que siguin més lleugers, més fàcils d’usar i, sobretot, més econòmics que els que hi ha al mercat. L’antecedent és una recerca universitària -en què van participar la UPC i les universitats de la Corunya i Extremadura- que va començar l’abril del 2013 i que va donar a llum un primer prototip el 2015, i un segon el 2017, que es va provar en pacients de manera positiva.

Des d’aquell moment, la UPC lidera la transferència per portar aquest coneixement al mercat. La participació en el programa Caixa Impulse de l’Obra Social La Caixa va permetre confirmar que hi havia un mercat i elaborar un pla de negoci, al qual es va incorporar Alfons Carnicero, que va assumir la direcció general i la responsabilitat de l’àrea comercial; també formen part de l’equip directiu Alex Garcia, cap tecnològic, i Josep Maria Font, doctor en enginyeria mecànica i responsable científic d’Able.

El pas pel programa CRAASH Barcelona de Biocat, també ha estat una fita important en el procés de maduració del projecte, perquè els ha permès estar en contacte amb antics emprenedors del sector dels dispositius mèdics de Boston (EUA): “A més de l’aprenentatge hem contactat amb hospitals interessats i amb potencials inversors”, subratlla Carnicero. Ajudes d’Europa a través de diversos instruments (80.000 euros en total) i una ronda de finançament privat recent (700.000 euros) han de permetre arribar fins a la validació en pacients, i la certificació, passos previs necessaris per a la comercialització. Així, el gener del 2021 es podria tenir el primer producte al mercat. Serà en un exoesquelet lleuger per a hospitals, d’uns 3,5 kg –els vigents pesen entre 20 i 25 kg– i a un preu de 20.000 euros –ara costen 130.000 euros–. De cara al 2023, Able prepara un producte d’ús domèstic que es podrà adquirir en ortopèdies per 10.000 euros. L’objectiu és aguantar amb ajudes públiques i, si no poden, anar a una segona ronda de finançament. La fabricació es farà acoblant peces subministrades per proveïdors incorporant-ne la part informàtica.

MITIGA SOLUTIONS

Esquivar el risc d’una erupció volcànica

  • Àlex Martí, director de Mitiga Solutions. JUANMA RAMOS

JORDI GARRIGA RIU

Un sector com el de l’aviació és especialment sensible a tota mena d’incidències, com ara com pot afectar un vol la cendra generada per l’erupció d’un volcà, una tempesta de sorra o un huracà, així que qualsevol eina predictiva és benvinguda.

Mitiga Solutions, sorgida del si del Barcelona Supercomputing Center, ha estat capaç de desenvolupar un progamari que prediu l’impacte de les erupcions volcàniques en la ruta d’una aeronau, informa de quin tram de la trajectòria del vol pot ser afectat i també de l’altura.

Explica Àlex Martí, director general de Mitiga Solutions: “El nostre propòsit no és tant el rendiment econòmic com contribuir a la seguretat aeronàutica.” Amb tot, l’absència d’un model de predicció costa molts diners: “El 2010, arran de l’erupció del volcà islandès Eyjafjallajökull, es va tancar en un 75%, durant vint dies, l’espai aeri, i això va ocasionar a les aerolínies pèrdues per 2.000 milions de dòlars.” Ara, les aerolínies, els aeroports i els organismes reguladors de l’aviació disposen d’una eina per “predir en vint-i-quatre hores com serà l’activitat volcànica i quan, la qual cosa permet retardar vols o alterar rutes per esquivar la ploma volcànica.” Ara bé, hi ha altres mercats que s’obren a aquesta eina . “Els fabricants de motors, que lloguen el motor i ofereixen servei de manteniment a les aerolínies, poden preveure el desgast de les turbines i instar les aerolínies a fer canvis en la seva activitat per evitar-ho.” El motorista pot oferir descomptes a l’aerolínia si compta amb un model de predicció. Un tercer àmbit de negoci és el de les asseguradores, que ja inclouen el risc volcànic en les seves cobertures. La companyia, que ja col·labora amb aerolínies com Quantas i Volotea, motoristes com Rolls Royce (40% del mercat), asseguradores com Willis, Tower & Watson i ONG com Creu Roja, vol ampliar la seva activitat a tota mena de catàstrofes naturals, com terratrèmols, inundacions i tempestes.

ONA THERAPEUTICS

Un fàrmac que posarà fi a la metàstasi

  • Valerie Vanhooren és cofundadora d’Ona Therapeutics. JUANMA RAMOS

ANNA PINTER

Salvador Aznar-Benitah, investigador ICREA i cap del laboratori de cèl·lules mare i càncer de l’Institut de Recerca Biomèdica de Barcelona (IRB), i Valerie Vanhooren, també investigadora científica i ara consultora experta en desenvolupament de negoci en biotecnologia, tots dos cofundadors d’Ona Therapeutics, estan convençuts que en un any hauran aconseguit els 20 milions d’euros que necessiten per desenvolupar un fàrmac que paralitza les cèl·lules cancerígenes metastàtiques i fins i tot les elimina. Una fita gens menyspreable, tenint en compte que el 93% de les morts per càncer són de malalts amb metàstasi. Ona Therapeutics contribuirà, ni més ni menys, que a la fi de la fatídica metàstasi. Aquesta spin off de l’IRB i ICREA va sorgir d’un projecte bàsic de recerca del laboratori que dirigeix Salvador Aznar-Benitah, en què va identificar que les cèl·lules del tumor amb capacitat metastàtica tenen unes característiques especials que les distingeixen de la resta, ja que tenen un metabolisme de greixos molt elevat, i que si, a més, se’ls bloqueja la capacitat d’ingerir greix se’ls impedeix la capacitat de generar metàstasi. Amb aquest descobriment, que va publicar a la revista Nature el 2017, Aznar-Benitah tenia dues opcions, o donar-se per satisfet un cop publicat en la prestigiosa revista o intentar traslladar-lo al mercat. Per sort, el reconegut científic va decidir complicar-se una mica la vida i fer el salt al món de l’emprenedoria, per convertir la seva recerca en un fàrmac. En aquest salt, el científic va comptar amb l’impuls del departament de transferència tecnològica de l’IRB i amb Valerie Vanhooren, que és qui aporta la part de desenvolupament de negoci.

El descobriment s’hà provat amb ratolins i ara necessiten capital per començar a desenvolupar el fàrmac, provar-lo amb humans i demostrar que segueix funcionant. Els dos cofundadors calculen que d’aquí a uns cinc anys podran tenir el fàrmac suficientment avançat per lliurar-lo a una gran farmacèutica que tingui la capacitat financera per portar-lo al mercat.

PSIOUS

La firma que combat els trastorns d’ansietat

  • Xavier Palomer, fundador i CEO de Psious. JUANMA RAMOS

RAMON ROCA

Psious, la primera plataforma de realitat virtual per a professionals de la salut mental, especialitzada en el tractament de trastorns d’ansietat, ha anunciat el tancament d’una ronda de finançament per valor de 8 milions d’euros.

Aquesta inversió, provinent del Sabadell Venture Capital, Caixa Capital Risc i Sabadell Asabys permetrà “aprofundir en les evidències clíniques de la realitat virtual per tractar més àrees terapèutiques, seguir creixent com a empresa i buscar solucions de millors prestacions per als professionals de la salut mental”, assegura Xavier Palomer, fundador i CEO de l’start-up catalana que té la seva seu al Barcelona Health Hub.

Ara bé, per arribar fins aquí, el fundador ha fet un llarg recorregut. A Xavier Palomer li faltava un any per acabar el doctorat de bioenginyeria als EUA. Ell, però, volia ser empresari i va decidir tornar a Catalunya per muntar alguna empresa. En una conversa de cafè, un company li va dir que tenia fòbia a pujar als avions. A partir d’aquí, Xavier Palomer va observar que era un camp molt interessant i que lligava amb els seus estudis, la física i l’enginyeria electrònica. Un psicòleg amic li va dir que la realitat virtual aniria molt bé per resoldre aquest trastorn i va ser aleshores quan el fundador de Psious va començar a buscar les evidències clíniques i científiques que relacionen aquests trastorns amb la realitat virtual i la tecnologia 3D.

El problema era que la tecnologia era molt cara, però Xavier Palomer i dos companys van començar a investigar, desenvolupar, fabricar tecnologia de realitat virtual perquè com a tractament arribés als psicòlegs i terapeutes. Ara Psious lidera el seu sector. Fins ara estaven immersos en el camp de l’ansietat, que suposa el 60% dels trastorns, els problemes d’atenció TDAH i les disfuncions alimentàries. Ara, amb la nova inversió -que suposarà passar de 35 a 80 empleats en un any- s’obrirà a nous camps, com l’esquizofrènia i les addiccions. Els EUA, el Regne Unit i els països nòrdics seran les zones d’expansió.

SYNA THERAPEUTICS

Fabricació de medicaments més efectius

  • Andreu Soldevila, CEO de Syna Therapeutics i Leanbio. JUANMA RAMOS

M. SARDÀ

Andreu Soldevila va crear Leanbio el 2014, després de guanyar el premi Manuel Arroyo de l’escola Sant Gervasi de Mollet. I ho va fer perquè va detectar una falta d’actitud industrial al país en el món dels medicaments biològics. “S’investiga i es creen nous medicaments, però en el moment de passar a la fabricació, a la industrialització del producte, s’ha de marxar fora perquè aquí ningú es dedica a fer-ho”, explica Soldevila. Leanbio neix a partir del canvi de paradigma de les empreses quimicofarmacèutiques, que estan entrant cada vegada més en el camp dels medicaments biològics i biosimilars, una subdivisió del mateix àmbit de productes. Soldevila va crear Leanbio per desenvolupar i industrialitzar la fabricació d’aquests tipus de medicaments.

El laboratori farmacèutic Reig Jofre, implicat en la generació de productes biològics innovadors, que investiga i crea noves molècules, es va dirigir a Leanbio per a la industrialització d’aquests medicaments. D’aquesta trobada, i a través d’una joint venture, va néixer Syna Therapeutics.

Leanbio i Reig Jofre aporten el desenvolupament estratègic per al principi actiu i la forma farmacèutica, i Syna Therapeutics cobreix tota la cadena de valor per permetre als biosimilars arribar als pacients: desenvolupa línies cel·lulars i en crea bancs; realitza el procés de fabricació i els mètodes analítics i s’encarrega del desenvolupament farmacèutic del producte acabat, de la producció industrial i d’arribar a acords de comercialització o de llicència.

A través de Syna Therapeutics, Leanbio i Reig Jofre desenvolupen biosimilars d’alta qualitat i molècules innovadores per respondre a la creixent demanda global.

Aquests medicaments de nova generació fan possible que un major nombre de pacients tinguin accés a tractaments mèdics innovadors, molt més específics i efectius, i amb menys efectes secundaris. “Són medicaments que van dirigits a curar la malaltia greu que pateix el pacient”, indica Soldevila, que destaca també la reducció que suposaran en la despesa del sistema sanitari públic.

TROPICFEEL

Quan només cal un calçat per viatjar

  • Guillermo Quintero, director de marca de Tropicfeel. JUANMA RAMOS

M. SARDÀ

Travessar muntanyes i rius i passejar per ciutats amb un sol calçat és el somni de qualsevol viatger, “però sempre acabes posant a la bossa diversos parells de sabatilles, per les diferents activitats i pel que pugui passar”, comenta Alberto Espinós, cofundador de Tropicfeel. La idea de crear una sabatilla resistent, que no xuclés l’aigua i que es pogués fer servir tant per fer trekking com per anar a sopar a un restaurant, va sorgir arran d’un viatge que Espinós va fer a Tailàndia el 2016, amb un grup d’amics. “Cap de nosaltres va quedar content amb el calçat que portava”, assenyala. En tornar, amb un dels companys de viatge, van decidir trobar la solució.

Espinós va deixar la feina per treballar en el nou projecte: “Em va ajudar un excompany, perquè jo no tenia coneixements del sector del calçat”, explica. La primera sabatilla que van posar en el mercat va superar totes les expectatives: del 17 de juliol del 2017 al gener del 2018, se’n van vendre 2.000 parells. De seguida van comprovar que el projecte es transformava en un negoci de dimensions inesperades. “Vam decidir crear una marca global, que canviés la manera de viatjar, enfocada a un turisme més sostenible”, explica.

La primera campanya de crowdfunding la van enfocar a donar a conèixer el producte a tot el món i els valors de la marca. “Si volies comprar unes sabatilles, havies d’avançar els diners i nosaltres te les enviàvem en quatre mesos”, explica. Va ser la campanya més finançada de la història: 2,1 milions d’euros en tan sols 50 dies, passant de 2.000 a 35.000 parells venuts en més de 55 països. A aquesta campanya en van seguir dues més, amb un total de 3 milions d’euros.

Cada cop més implicats amb el medi ambient, enguany han tret al mercat un nou model de sabatilla sostenible, amb la sola feta d’algues i de plàstic reciclat, i ja treballen en una nova categoria de producte per a viatgers. Anuncia que l’1% de les vendes les dedicaran a recuperar parcs naturals del planeta.

VILYNX

Selecciona i classifica informació rellevant

  • Elisenda Bou-Balust, cofundadora i responsable tècnica de Vilynx.

FRANCESC MUÑOZ

Vilynx és, per sobre de tot, una empresa d’intel·ligència artificial (IA) que ha sortit del corrent majoritari, allò que ara es diu mainstream, per fer que les màquines aprenguin de manera autònoma, com ho fa un infant, amb premis i reforços, però sense excessiva supervisió. A còpia de mostrar-li informació a internet, el sistema ha après a seleccionar, identificar i classificar cares, accions, símbols, etc.

El primer camp d’aplicació ha estat el dels mitjans de comunicació, i no per casualitat. Es tracta d’un gran generador de continguts audiovisuals fets per professionals i, en conseqüència, ben estructurats i endreçats. En definitiva, un espai òptim per fer les primeres passes. D’altra banda, els mitjans també estan necessitats de sistemes per etiquetar de manera automàtica i intel·ligent tot allò que fan. D’aquesta manera, Vilynx, amb la pota tecnològica a Barcelona i la comercial a Nova York, ha aconseguit vendre la seva proposta a les grans corporacions audiovisuals dels EUA, amb la promesa de fer-les més eficients operativament i rendibles econòmicament. Elisenda Bou-Balust, responsable tècnica de Vilynx i cofundadora amb Juan Carlos Riveiro, explica que el sistema no només identifica i etiqueta, sinó que utilitza la informació per predir i fer recomanacions: per exemple quins tipus de continguts enganxen més.

L’empresa va començar a caminar cap al 2013, després de l’enamorament professional dels dos fundadors, però no va ser fins al 2016 que van fer la primera ronda de finançament (6 milions de dòlars) i el 2018, la segona (8 milions). La pròxima no trigarà gaire. I és que els reptes són molts: el primer, geogràfic: créixer a Europa, i el segon fer transversal la tecnologia, creant productes en altres sectors com ara el legal i el financer, segurament amb socis. Vilynx preveu arribar als 80 treballadors aquest any; ara en té uns 60, entre els quals un d’il·lustre: l’expresident de la CNN Jon Klein, que en va assumir la presidència l’octubre passat.

ZYMVOL BIOMODELING

Tecnologia que democratitza els enzims

  • Maria Fátima Lucas i Víctor Gil, dos dels tres cofundadors de Zymvol Biomodeling. JUANMA RAMOS

ANNA PINTER

La biotecnològica Zymvol va ser creada pels científics Víctor Gil, Maria Fatima Lucas i Emanuele Monza per democratitzar l’ús de les simulacions computacionals.

Fins que ells van desenvolupar la tecnologia per manipular els enzims, es tractava d’un procés tan exclusiu, llarg i costós, que només se’l podien permetre un tipus d’indústries amb molts recursos. La proposta de Zymvol arriba a sectors o empreses que fins ara no es podien costejar un procés com aquest. Els enzims són molècules orgàniques que acceleren la velocitat de les reaccions i els responsables d’afavorir, per exemple, que els detergents treguin la brutícia o d’eliminar la lactosa en lactis. També milloren l’eficiència dels cosmètics, entre moltes altres funcions. Els enzims evolucionen i poden canviar les seves funcions, però no tots serveixen i s’han de manipular. Tradicionalment, aquesta mutació es feia al laboratori, amb tècniques que podien trigar entre dos mesos i un any per aconseguir que un enzim tingués les característiques desitjades. Zymvol, creada el maig del 2017, va trobar la manera de fer més àgil i d’abaratir el procés abans d’entrar al laboratori. La firma ha desenvolupat un programari per fer simulacions des de l’ordinador, és a dir, realitzen el procés de disseny d’enzims computacionalment. A través de les simulacions computacionals en només un mes poden assolir el seu objectiu. “Nosaltres fem que el client obtingui un enzim amb la funció que necessiti per al seu producte, i li donem la recepta perquè la produeixi al laboratori”, explica Emanuele Monza, un dels tres cofundadors de la companyia.

L’start-up, que va facturar 158.000 euros el 2018 amb un equip de tres persones, ara va pel camí de quadriplicar les vendes i ha sumat quatre persones a l’equip. Lucas avança que estan desenvolupant enzims propis.