XipScope, la microscòpia en miniatura catalana que vol canviar les regles de joc

Facin una prova: busquin el mot “ciència” al seu cercador d’imatges preferit. Ben segur que, entre els primers resultats, aviat trobaran microscopis -acompanyats de bates blanques, provetes i vasos de precipitats-. L’eina amb què molts han interactuat a l’escola amb filaments de cebes i altres experiments d'iniciació remunta els seus orígens entre finals del segle XVI i principis del XVII, i encara avui és un element indispensable per a la ciència d’avantguarda. No està exempt d’innovació: d’ençà que el 1931 el Nobel de Física Ernst Ruska construís el primer microscopi elèctric, durant el darrer segle han anat sorgint noves tipologies que estiren encara més els límits de la visualització d’elements de mides absolutament imperceptibles per l’ull humà.

Però dins d’aquesta concatenació d’avenços, l’operativa dels professionals continua semblant-se molt a la del segle passat: s’extreu una mostra del seu medi, es transporta al microscopi i allà s’analitza. El volum i els costos econòmics de la maquinària forcen aquesta dinàmica, però això no vol dir que no hi hagi alternatives. Això és precisament el que es proposa l’empresa catalana XipScope: dissenyar un sistema d’anàlisi en miniatura basat en microscòpia que, gràcies a la seva escalabilitat, aspira a trencar amb l’esquema clàssic. En comptes de portar les mostres a la maquinària, que sigui el microscopi el que es desplaci directament a la mostra; i en comptes de visualitzar-les una a una, fer desenes o centenars d’anàlisis simultànies.

D'un projecte europeu a constituir-se com a 'spin-off'

El germen del projecte el trobem l’any 2017 als laboratoris de la Universitat de Barcelona (UB), entitat de la qual XipScope va constituir-se com a empresa derivada ara farà sis mesos. “Tot comença quan ens van donar el projecte europeu ChipScope, on es volia aconseguir fer un microscopi amb superresolució amb leds de 200 nanòmetres”, relata el cofundador i director d’operacions de XipScope, el Dr. Sergio Moreno. L’objectiu original no es va assolir, però arran d’aquesta investigació es va identificar la possibilitat de desenvolupar microscopis en miniatura “basats únicament en components electrònics”. Així, Moreno i el Dr. Joan Canals, l’altre cofundador i director tecnològic de l’empresa, van enfocar-se durant anys a desenvolupar aquesta tecnologia, sota la tutela científica del Dr. Ángel Diéguez, líder original del projecte europeu i director de tesi d’ambdós cofundadors.

Anys de recerca i desenvolupament de prototips, finançats per convocatòries i ajuts europeus, estatals i autonòmics, han derivat en una tecnologia que està conformada per dos dispositius principals. El primer d’ells, que actua com a font de llum, és una micropantalla composta per multitud de microleds, mentre que el segon és un sensor CMOS (sigles en anglès de metall òxid semiconductor complementari), un tipus de sensor d’imatge basat en l’efecte fotoelèctric. La mostra que es vol analitzar es col·loca enmig, i a partir dels “diferents patrons d’informació” que s’emeten des de la micropantalla i de les dades que capta el sensor, reconstrueixen hologrames que els permeten arribar a resolucions d’entre un i dos micròmetres (una milionèsima part d’un metre, o una mil·lèsima part d’un mil·límetre).

La solució d'anàlisi en miniatura de XipScope permet visualitzar resolucions de fins a un o dos micròmetres

Però el principal fet diferencial de XipScope no és la metodologia en si, que ja es fa servir en altres àmbits, sinó la seva capacitat de dissenyar els dispositius a una escala tan petita que, en el futur, esperen poder integrar-los dins dels seus propis xips. Això els permetrà, d'acord amb Moreno, “adaptar la nostra tecnologia a pràcticament qualsevol classe de mostra que es pugui observar”. I aquest és, segons el cofundador, el “gran potencial” de l’empresa: “Ens permet posar no només un, dos o tres microscopis, sinó poder monitorar centenars o milers de mostres al mateix temps a un cost molt reduït”.

Ara bé. la solució no es limita exclusivament a la maquinària, sinó que també té una part important de programari. És aquí on entra en joc la intel·ligència artificial: és aquesta tecnologia la que s’encarrega d’ajudar els investigadors i científics en l’anàlisi dels resultats captats pels sensors. Amb una anàlisi automatitzada, l’equip busca “optimitzar tots aquests processos que requereixen una persona in situ per poder verificar-los” i oferir un sistema en què “pots fer-ho tot remotament”.

Un dels prototips del dispositiu de microscòpia de XipScope | Cedida

El potencial dels òrgans en un xip

La tecnologia de XipScope té una aplicació àmplia en el món científic, ja que l’ús de microscopis és omnipresent. Tanmateix, l’empresa s’ha fixat especialment en un nínxol concret, una tècnica de cultiu de cèl·lules anomenada òrgan en un xip (OOC, per les sigles en anglès). Aquesta metodologia d’avantguarda dins del món de la recerca biomèdica busca recrear els òrgans humans de manera sintètica per testejar-hi els fàrmacs, i Moreno creu que és una tecnologia que “explotarà en els pròxims tres o cinc anys”, ja que està molt ben posicionada per reduir l’experimentació animal en ciència. Dins d’aquest mercat emergent, en què investigadors i empreses d’arreu del món desenvolupant les capes biològiques i físiques, XipScope vol convertir-se en la capa de control: “Intentem entrar-hi per posar la imatge i aportar molta més informació”.

Així, amb l’empresa ja constituïda, XipScope és a prop de tancar una primera ronda prellavor del voltant de mig milió d’euros, un finançament que els permetrà acabar de polir la maquinària. La intenció per al pròxim any i mig és centrar-se en la millora del programari d’intel·ligència artificial, i per 2027 preparen ja una segona ronda d’inversió amb la qual busquen captar un finançament addicional de dos milions d’euros. L’equip actual està conformat pels dos cofundadors, el Dr. Sergio Moreno i el Dr. Joan Canals, i a més a més del Dr. Ángel Diéguez, té també com a assessors científics la Dra. Anna Vilà i el Dr. Juan Daniel Prades, ambdós vinculats a la UB, i l’assessoria estratègica i empresarial de l’emprenedor en sèrie Mattia Nuti.

Avui, la solució de XipScope es troba en un nivell de maduresa tecnològica (TRL) cinc, i s’ha testat amb diverses proves amb l’Institut de Bioenginyeria de Catalunya (IBEC), l’Institut Català de la Vinya i el Vi (Incavi) i l’empresa madrilenya B5TEC, entre altres. La previsió de Moreno és que, “si tot va bé”, els dispositius ja estiguin enllestits per començar la seva comercialització a finals de l’any vinent.