Bioingeniería

Sesión 1: Introducción al mundo de la Bioingeniería

Fecha: sábado 16 de enero de 2027

Horario: 10h a 13:00h

Lugar: IBEC, Baldiri Reixac 10-12

Sesión a cargo de: Carles Verdaguer, Oscar España y Maria López

Idioma: Catalán

En esta sesión de bienvenida, los y las estudiantes se adentrarán en un recorrido por la historia de la medicina y en concreto por las aplicaciones en bioingeniería. De la mano de investigadores del grupo Spatial Biotechnology del IBEC conocerán los proyectos más punteros en el área de la bioingeniería aplicada a la salud. También se hablará de aspectos más prácticos y de organización del programa, junto a la coordinadora Maria López.

Sesión 2: El método científico y cómo trabajar en un laboratorio

Fecha: sábado 23 de enero de 2027

Horario: 10h a 13:30h

Lugar: IBEC, Baldiri Reixac 10-12

Sesión a cargo de: Susana Rodríguez y Esteban Suárez

Idioma: Castellano

El método científico es un procedimiento basado en procesos lógicos que nos permiten contrastar una hipótesis. ¿Lo ha puesto alguna vez en práctica? Durante este taller realizaremos la primera sesión práctica del curso, aprenderemos a utilizar correctamente instrumentos y material de laboratorio experimentando con diferentes materiales. Una investigadora y un investigador del IBEC enseñarán a los locos y locas cómo utilizar los principales instrumentos y material de laboratorio, para una correcta manipulación y experimentación, esencial para no tener errores a la hora de realizar experimentos e interpretar resultados.

Sesión 3: Bioingeniería contra el cáncer: entenderlo mejor para encontrar soluciones

Fecha: sábado 30 de enero de 2027

Horario: 10h a 13:30h

Lugar: IBEC, Baldiri Reixac 10-12

Sesión a cargo de: Janet van der Graaf, Carles Verdaguer y David Bartolomé

Idioma: Catalán

Esta sesión se centra en cómo la investigación en bioingeniería puede ayudar a afrontar los retos actuales de salud. En concreto, veremos nuevos enfoques de investigación en cáncer. El tratamiento de esta enfermedad ha mejorado en los últimos años gracias a las terapias personalizadas y dirigidas, pero incluso con estos fármacos muchos tumores acaban haciéndose resistentes. Por eso es necesario entender mejor cómo crecen y progresan los tumores, y personalizar aún más los tratamientos.

Nuestros investigadores e investigadoras abordarán el cáncer desde diferentes puntos de vista de la bioingeniería, como la biotecnología espacial, la mecanobiología y la ingeniería de tejidos. Descubriremos que un tumor no es un bloque de células iguales, sino un ecosistema de clones distintos que cooperan y compiten entre sí y con el sistema inmunitario.

Con técnicas de imagen que detectan decenas de moléculas a la vez en una misma muestra, se puede realizar un mapa de esta organización y encontrar pistas para prever cómo evolucionará la enfermedad. La mecanobiología estudia el comportamiento físico y mecánico de las células y permite observar y comprender los procesos de metástasis y analizar cómo las células cancerosas ejercen y perciben fuerzas físicas. Por último, conoceremos cómo se construyen en el laboratorio modelos 3D y dispositivos microfluídicos (organ-on-a-chip) que simulan los tejidos humanos y el entorno del tumor, para estudiar la enfermedad y probar fármacos de forma más fiable.

Sesión 4: Biofabricación y biomimética: órganos en un chip y organoides

Fecha: sábado 6 de febrero de 2027

Horario: 10h a 13:30h

Lugar: IBEC, Baldiri Reixac 10-12

Sesión a cargo de: Ángela María Ramírez, Susana Rodríguez y Mariana Azevedo

Idioma: Castellano

Durante décadas, buena parte de la investigación biomédica se ha realizado con células cultivadas en placas planas o con modelos animales, que no siempre reproducen bien lo que ocurre en el cuerpo humano. La bioingeniería propone una alternativa: construir en el laboratorio tejidos y mini-órganos que imiten la estructura, la mecánica y el funcionamiento de los nuestros. En esta sesión veremos cómo la biofabricación y la biomimética permiten crear órganos en un chip y organoides. La biofabricación incluye la bioimpresión 3D, los biomateriales y los dispositivos microfluídicos. Estos modelos ayudan a entender mejor el desarrollo humano y las enfermedades, y regenerar tejidos dañados.

Nuestras investigadoras abordarán temas como el uso de materiales naturales, por ejemplo la nanocelulosa producida por bacterias, para desarrollar modelos de laboratorio más cercanos a la biología humana y alternativos a la experimentación animal. También hablarán de cómo se pueden fabricar organoides de médula espinal humana impresos en 3D, o hidrogeles que imitan al entorno natural de las células, para favorecer la regeneración después de una lesión medular. Otra cuestión que tratarán es cómo las propiedades mecánicas del cerebro, como su viscoelasticidad, pueden influir en el comportamiento de las neuronas y en la forma en que se comunican entre ellas.

Sesión 5: Enfermedades neurodegenerativas

Fecha: sábado 13 de febrero de 2027

Horario: 10h a 13:30h

Lugar: IBEC, Baldiri Reixac 10-12

Sesión a cargo de: Marta Badia, Nicola Manicardi y Marc Riu

Idioma: Catalán / Castellano

Las enfermedades neurodegenerativas, como el Alzheimer, el Parkinson o la esclerosis lateral amiotrófica (ELA), afectan a millones de personas en todo el mundo. Con el envejecimiento de la población, son cada vez más frecuentes, y, hoy en día, todavía no existe ningún tratamiento que las cure. Estudiarlas es especialmente difícil porque el cerebro es un órgano complejo y poco accesible. Además está protegido por una barrera que dificulta la llegada de muchos fármacos. En esta sesión veremos cómo la bioingeniería aporta nuevas herramientas para entender qué ocurre en el cerebro cuando enferma y para abrir caminos hacia diagnósticos y tratamientos más precisos.

Nuestros investigadores e investigadoras abordarán temas como la forma en que algunas proteínas se agregan y forman depósitos en el cerebro, y por qué no todas las alteraciones de estas proteínas tienen necesariamente las mismas consecuencias. También hablarán de la barrera hematoencefálica, la frontera que protege el cerebro y controla lo que entra, y de cómo se regula su funcionamiento a escala molecular. Otra cuestión que tratarán es cómo crear en el laboratorio modelos de tejido cerebral a partir de células madre humanas, los organoides. Estos modelos sirven para estudiar cómo cambia la comunicación entre neuronas en las primeras fases de las enfermedades.

Sesión 6: Sistemas terapéuticos avanzados y liberación controlada de fármacos

Fecha: sábado 20 de febrero de 2027

Horario: 10h a 13:30h

Lugar: IBEC, Baldiri Reixac 10-12

Sesión a cargo de: Inés Macías, Sonia Ortega y Ángela María Ramírez

Idioma: Catalán / Castellano

Cuando tomamos un medicamento, sólo una parte llega al sitio donde es necesario. El resto se distribuye por el cuerpo y puede provocar efectos secundarios. Además, existen zonas del cuerpo a las que los fármacos llegan con dificultad. Cuando tratamos una enfermedad, como por ejemplo el cáncer, hay que atacar a las células enfermas sin dañar las sanas. Por eso, uno de los grandes retos de la biomedicina es desarrollar nuevas estrategias de suministro de fármacos que los lleven donde se necesitan, en el momento adecuado y en la dosis justa. En esta sesión veremos cómo la bioingeniería y la nanotecnología ofrecen nuevas herramientas para conseguir tratamientos más dirigidos y eficaces, y con menos efectos secundarios.

Nuestras investigadoras abordarán temas como el uso de nanomotores para transportar fármacos y mejorar su llegada a los tejidos enfermos (los nanomotores son partículas minúsculas, mucho menores que el grueso de un cabello, capaces de desplazarse por sí mismas). También hablarán de fármacos que se pueden activar y desactivar con luz, de forma que actúen sólo en el sitio y en el momento deseados, y de cómo los biomateriales de origen natural pueden servir para transportar y liberar fármacos de forma controlada.

Sesión 7: La Bioingeniería para el tratamiento de las enfermedades minoritarias

Fecha: sábado 27 de febrero de 2027

Horario: 10h a 13:30h

Lugar: IBEC, Baldiri Reixac 10-12

Sesión a cargo de: Juanma Fernández

Idioma: Castellano

Consideramos una enfermedad o un trastorno minoritario cuando afecta a menos de una persona por cada 2.000. Hay más de 6000 enfermedades minoritarias que afectan a 30 millones de personas en la Unión Europea. El 80% de estas enfermedades son de origen genético y con frecuencia son crónicas y potencialmente mortales.

La bioingeniería podría encontrar nuevas estrategias basadas en el desarrollo tecnológico para el tratamiento de enfermedades minoritarias. Actualmente en el IBEC se estudian enfermedades como la fibrosis quística, los trastornos genéticos mitocondriales, las enfermedades neuromusculares y las miotónicas.

El estudio básico de estas enfermedades juega un papel fundamental a la hora de comprender los procesos que las generan. La microscopia avanzada es una potente herramienta que nos permite el estudio de los mecanismos de los tejidos vivos a escala nanométrica.

Sesión 8: Entendiendo el genoma: secuenciación masiva en diagnóstico e investigación

Fecha: sábado 6 de marzo de 2027

Horario: 10h a 13:30h

Lugar: IBEC, Baldiri Reixac 10-12

Sesión a cargo de: Alice Lissmatz y Marta Badia

Idioma: Inglés / Catalán

Nuestro ADN contiene las instrucciones que utilizan cada célula del cuerpo. Leerlo y entenderlo es clave para saber por qué aparecen algunas enfermedades y cómo tratarlas. Hace algo más de veinte años, secuenciar el primer genoma humano requirió más de una década de trabajo y un gran consorcio internacional. Hoy, gracias a la secuenciación masiva (Next-Generation Sequencing, NGS), se pueden leer millones de fragmentos de ADN a la vez, en poco tiempo ya un coste mucho menor. Este cambio ha transformado tanto la investigación biomédica como la práctica clínica. En esta sesión veremos cómo funcionan estas tecnologías y cómo se utilizan para diagnosticar enfermedades y para responder a preguntas científicas.

Nuestras investigadoras abordarán temas como las bases de la clonación molecular: qué es un plásmido, una pequeña molécula de ADN circular que puede modificarse en el laboratorio, y para qué sirve. También hablarán de las diferentes tecnologías de secuenciación masiva y cómo se analizan las enormes cantidades de datos que generan. Otra cuestión que van a tratar son las aplicaciones de estas tecnologías. En la clínica se utilizan, por ejemplo, los paneles oncológicos, que ayudan a identificar las alteraciones genéticas de un tumor y orientar su tratamiento. En investigación, técnicas como el Deep Mutational Scanning (DMS) permiten estudiar el efecto de miles de mutaciones de una proteína en un solo experimento.

Sesión 9: Bioingeniería contra las enfermedades infecciosas: de la malaria a los biofilms bacterianos

Fecha: sábado 13 de marzo de 2027

Horario: 10h a 13:30h

Lugar: IBEC, Baldiri Reixac 10-12

Sesión a cargo de: Yunuen Avalos, Lucía Román

Idioma: Castellano/Catalán

Pese a los grandes avances de la medicina, las enfermedades infecciosas siguen siendo uno de los principales retos de salud global. La malaria, por ejemplo, a menudo queda fuera del foco de la investigación y los medios en los países ricos. Sin embargo, en 2024 causó unos 282 millones de casos y unas 610.000 muertes en el mundo, la gran mayoría en África y sobre todo entre niños menores de cinco años. Al mismo tiempo, las bacterias son cada vez más resistentes a los antibióticos. A menudo se debe a que se organizan en biofilms, comunidades de bacterias protegidas por una capa que les hace muy difíciles de eliminar. En esta sesión haremos un recorrido por la investigación en estas enfermedades y veremos cómo la bioingeniería aporta nuevas herramientas para entenderlas y combatirlas.

Nuestros tres investigadores e investigadoras abordarán temas como el uso de la nanomedicina para llevar los fármacos antimaláricos directamente a las células infectadas por el parásito, o incluso al mosquito que lo transmite. También hablarán de cómo se forman los biofilms bacterianos y por qué resisten los tratamientos convencionales. Otra cuestión que van a tratar son las nuevas estrategias para combatirlos. Por ejemplo, nanopartículas que transportan antibióticos o dispositivos que reproducen en el laboratorio las condiciones del cuerpo humano para probar tratamientos de forma más fiable.

Sesión 10: Comunicación científica

Fecha: sábado 3 de abril de 2027

Horario: 10h a 13:30h

Lugar: IBEC, Baldiri Reixac 10-12

Sesión a cargo de: Samantha Morón-Ros

Idioma: Catalán

La investigación no termina cuando se obtiene un resultado en el laboratorio. Para que un descubrimiento tenga impacto, hay que compartirlo: con otros científicos, que pueden verificarlo y hacerlo avanzar, y con la sociedad, que financia buena parte y recibe sus beneficios. En esta sesión los estudiantes descubrirán por qué la comunicación es una parte esencial del proceso de investigación y cuáles son los diferentes canales y formatos para hacer llegar la ciencia a cada público.

Durante la sesión se abordarán temas como la forma en que los investigadores e investigadoras comparten sus resultados con la comunidad científica. Se hablará de los artículos en revistas especializadas y del proceso de revisión por pares, que garantiza su calidad. También se hablará de los congresos, en los que se presentan los resultados con pósters o presentaciones orales. Otra cuestión que se tratará es cómo se explica la ciencia al público general, adaptando el lenguaje y el formato a cada audiencia. Entran las redes sociales, los vídeos, los podcasts y los blogs, así como las noticias en la prensa, la radio y la televisión. Además, se hablará de las actividades de divulgación en ferias y escuelas, que ayuden a despertar vocaciones científicas entre los más jóvenes.

Sesión 11: Modelos in vitro vs. in vivo: el cerebro a diferentes escalas y consideraciones éticas

Fecha: sábado 10 de abril de 2027

Horario: 10h a 13:30h

Lugar: IBEC, Baldiri Reixac 10-12

Sesión a cargo de: Esteban Suárez y Mariana Azevedo

Idioma: Castellano

El cerebro es el órgano más complejo de nuestro cuerpo. Está formado por miles de millones de neuronas conectadas entre ellas que trabajan de forma coordinada. Para estudiarlo, la investigación utiliza diferentes modelos, cada uno con sus ventajas y limitaciones. Por un lado se encuentran los modelos in vitro, que son cultivos de células en el laboratorio, en dos o tres dimensiones, y los organoides cerebrales. Por otro, los modelos animales, así como las técnicas que permiten observar directamente el cerebro humano. En esta sesión veremos cómo se complementan estas herramientas para entender el cerebro a diferentes escalas, de la célula al órgano entero.

Nuestros investigadores abordarán temas como las diferencias entre los cultivos celulares y las redes neuronales de un cerebro intacto, y qué puede aportar y qué no cada tipo de modelo. También hablarán de por qué los modelos animales siguen siendo necesarios para entender el cerebro como un sistema completo. En este punto veremos que nos ayudan a interpretar las señales que obtenemos del cerebro humano con técnicas como la resonancia magnética funcional. Otra cuestión que van a tratar son los aspectos éticos del uso de animales en biomedicina. Se explicará cómo se aplican los principios de las 3R para promover una ciencia responsable: reemplazar, reducir y refinar.

Sesión 12: Procesamiento de señales: monitorización mediante dispositivos m-Health

Fecha: sábado 17 de abril de 2027

Horario: 10h a 13:30h

Lugar: Campus Besòs

Sesión a cargo de: Yolanda Castillo y Manuel Lozano

Idioma: Catalán / Castellano

Nuestro cuerpo genera continuamente señales que dan información sobre nuestro estado de salud. Son ejemplos el latido del corazón, la respiración, el nivel de oxígeno en la sangre, la actividad de los músculos o incluso los sonidos que hacemos mientras dormimos. Tradicionalmente, para medir estas señales era necesario acudir al hospital y utilizar equipos complejos. Hoy, gracias a los dispositivos portables ya los teléfonos móviles, es posible registrarlos desde casa, durante días o semanas, y mantener a los pacientes en contacto con los equipos médicos. Este campo se conoce como m-Health, o salud móvil. En esta sesión veremos cómo la bioingeniería transforma estas señales en información útil para el diagnóstico y el seguimiento de enfermedades.

Nuestros investigadores e investigadoras abordarán temas como el funcionamiento de los sensores que incorporan los dispositivos portables y los móviles, y cómo se pueden utilizar para medir señales biomédicas. También hablarán de cómo se procesan y analizan estas señales con algoritmos para extraer indicadores clínicos y nuevos biomarcadores digitales. Otra cuestión que van a tratar son las aplicaciones de estas tecnologías en la práctica clínica. Algunos ejemplos son el seguimiento en casa de personas con apnea del sueño o con enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC); el análisis de los sonidos respiratorios y de la tos para ayudar a diagnosticar enfermedades pulmonares; el estudio de las señales del corazón y de la respiración en pacientes con enfermedades cardíacas; e incluso el análisis de la actividad de los músculos, como el diafragma o los del brazo, para ayudar en la rehabilitación después de un ictus.

Sesión 13: Mecanobiología y herramientas de investigación fundamental

Fecha: sábado 24 de abril de 2027

Horario: 10h a 13:30h

Lugar: IBEC, Baldiri Reixac 10-12

Sesión a cargo de: Margherita Gallano y Ona Baguer

Idioma: Catalán

Muchas de las grandes aplicaciones médicas nacen de preguntas básicas sobre cómo funciona la vida, que se plantean sin saber todavía qué utilidad tendrán. Ésta es la búsqueda fundamental, un motor imprescindible para la ciencia y para la medicina del futuro. Un buen ejemplo es la mecanobiología, que estudia cómo las células perciben y responden a las fuerzas físicas de su entorno. Son fuerzas como la rigidez del tejido donde se encuentran, los tirones o las presiones. Estas fuerzas influyen en procesos tan diversos como el desarrollo de los tejidos, la cicatrización de heridas o el avance del cáncer. En esta sesión veremos cómo se realiza esta investigación y cómo extraemos información a partir de las imágenes que obtenemos en el laboratorio.

Nuestras investigadoras abordarán temas como la importancia de la investigación fundamental y exploratoria y el concepto de mecanobiología, con ejemplos de investigación realizada en el IBEC. También hablarán de las nociones básicas de microscopía, como la fluorescencia y las moléculas fluorescentes que utilizamos para observar las células, y de qué es realmente una imagen digital: bits, píxeles y matrices de números. Otra cuestión que tratarán es cómo extraer el máximo de información a partir de datos crudos. Los estudiantes descubrirán cómo trabajar con el programa de análisis de imagen Fiji a partir de imágenes reales de células. Así podrán identificar sus núcleos, medir parámetros como el área, el perímetro o la densidad, y explorar qué otros resultados se pueden obtener.

Sesión 14: Microscopía y neuroimagen avanzada: descifrando el acoplamiento neurovascular

Fecha: sábado 8 de mayo de 2027

Horario: 10h a 13:30h

Lugar: IBEC, Baldiri Reixac 10-12

Sesión a cargo de: Esteban Suárez y Mariana Azevedo

Idioma: Castellano

Cuando las neuronas se activan, necesitan más energía, y los vasos sanguíneos que las rodean responden aumentando el flujo de sangre en esa zona. Esta relación entre actividad neuronal y flujo sanguíneo se llama acoplamiento neurovascular. Es la base de técnicas como la resonancia magnética funcional, que se utilizan en los hospitales para estudiar el cerebro humano. Pero observar qué ocurre realmente a escala celular dentro de un cerebro vivo es un gran reto. El tejido cerebral dispersa la luz y dificulta obtener imágenes nítidas en profundidad. En esta sesión veremos cómo la tecnología nos permite superar estas barreras físicas para estudiar la estructura y el funcionamiento del sistema nervioso.

Nuestros investigadores abordarán temas como los fundamentos de la imagen óptica, con técnicas como la microscopía confocal o la microscopía Brillouin. Ésta última permite medir las propiedades mecánicas del tejido con luz. También hablarán de la microscopía multifotónica, que consigue imágenes de alta resolución a mayor profundidad en tejido vivo. Además, presentarán técnicas complementarias como la ecografía funcional y la electrofisiología. Otra cuestión que tratarán es cómo conectar la actividad de neuronas individuales con las señales vasculares que se observan en humanos. Los y las estudiantes podrán ver de cerca cómo funcionan equipos de microscopía avanzada. También descubrirán cómo relacionar registros de actividad neuronal, como las señales de calcio, con los cambios en el flujo sanguíneo.

Sesión 15: Conoce a los líderes de grupos de investigación

Fecha: sábado 15 de mayo de 2027

Horario: 10h a 13:30h

Lugar: IBEC, Baldiri Reixac 10-12

Sesión a cargo de: Pendiente de confirmar

Idioma: Catalán / Castellano

Resumen: ¿Qué hace un jefe de grupo de investigación? ¿Cómo llegar a dirigirse un laboratorio? ¿Y qué preguntas mueven su búsqueda? En esta sesión, los y las estudiantes conocerán de cerca a algunos investigadores e investigadoras jefes de grupo del IBEC. Los ponentes compartirán su investigación en bioingeniería y los retos que afrontan, y también explicarán cómo es el día a día en la investigación y cuál ha sido su trayectoria profesional. La sesión será una oportunidad para conversar con ellos y ellas, hacerles preguntas y descubrir cómo la investigación que se realiza hoy puede transformar la medicina de mañana.

Sesión 16: Presentación del proyecto final y despedida

Fecha: sábado 22 de mayo de 2027

Horario: 10 a 13:30 h

Lugar: IBEC, Baldiri Reixac 10-12

Sesión a cargo de: Pendiente de confirmar

Idioma: Catalán / Castellano

Resumen: Durante esta sesión, los y las estudiantes presentarán el proyecto que habrán elaborado a lo largo del curso, donde pondrán en práctica los conocimientos adquiridos durante el programa. En la presentación estarán invitados los investigadores e investigadoras que han impartido las sesiones, así como las familias de los estudiantes. Será una ocasión para poner en valor el trabajo realizado y celebrar juntos el final de esta experiencia en el mundo de la bioingeniería.