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Biotecnología

¿Qué es la biotecnología?

La palabra “biotecnología” fue usada inicialmente en 1919 por el ingeniero húngaro Karl Ereky. En 1992, se estableció la definición patrón en el marco de la Convención sobre Diversidad Biológica: “cualquier aplicación tecnológica que utiliza sistemas biológicos, organismos vivos o sus derivados, para crear o modificar productos y procesos para usos específicos”. Esta definición fue más tarde ratificada por 168 países y aceptada por la FAO y la OMS. Sin embargo, en un sentido amplio, la humanidad ha utilizado la biotecnología desde la antigüedad. Desde alrededor de 1800 a.C., el hombre utiliza las fermentaciones de levaduras para la fabricación de vino, pan, queso, etc. A lo largo de los años, las técnicas de manipulación de los seres vivos se ampliaron, promoviendo un desarrollo significativo en las más variadas áreas, como agricultura, medicina, industria farmacéutica y química, etc. La utilización de biotecnología ha posibilitado el surgimiento de productos como vacunas, anticuerpos, enzimas y hormonas. En la práctica, la biotecnología es una ciencia multidisciplinaria que integra diversas áreas del conocimiento como la genética, la microbiología, la bioquímica, la ingeniería química, la ingeniería genética, entre otras. Gracias al advenimiento de la ingeniería genética, en la década de 1970, esta ciencia impulsó grandes conquistas, culminando en hallazgos magníficos en los más diversos sectores de la vida humana.

Un poco más sobre medicamentos biológicos

¡Ahora qué usted ya sabe qué es la biotecnología, vamos a entender qué es, entonces, un medicamento biológico! Los medicamentos biológicos, o biofármacos son sustancias terapéuticas semejantes a las proteínas humanas o que interactúan con éstas. Su estructura molecular es extremamente compleja. Además, el componente activo es heterogéneo. Estas moléculas son difíciles de caracterizar y de replicar. Los biofármacos son elaborados utilizando materia prima procedente de dos orígenes:

  • componente activo de origen biológico: extraído de microorganismos, órganos, tejidos de origen vegetal o animal, células o fluídos de origen humano o animal.
  • componente activo de origen biotecnológico: generalmente son proteínas obtenidas a partir de células modificadas genéticamente para producirlas.

La complejidad molecular es una de las diferencias entre los medicamentos biológicos y los químicos convencionales. Las moléculas de un biofármaco son mucho más pesadas, tienen una estructura espacial más compleja y son más diversas que las moléculas pequeñas que componen los medicamentos convencionales. Una molécula de un medicamento biológico es una proteína formada por una cadena de cientos de aminoácidos con una estructura tridimensional que afectará su actividad.

Mientras un medicamento químico es probado de 40 a 50 veces durante su producción, un producto biológico es probado 250 veces o más durante el proceso de manufactura, para garantizar su eficacia. El primer paso para desarrollar un medicamento biológico consiste en modificar genéticamente una célula o microorganismo para introducir una secuencia de código genético que produzca la proteína elegida. La célula – o microorganismo- es conservada y réplicas de ésta serán cultivadas durante el proceso de manufactura.

La biotecnología permitió que la producción de estos medicamentos sea segura, eficaz y no traiga consecuencias negativas al medio ambiente. La biotecnología permite que organismos vivos como microbios y células animales que contienen información genética específica sean utilizados en la producción de derivados o compuestos naturales, como los medicamentos basados en proteínas. El descubrimiento de las tecnologías recombinantes de ADN y de anticuerpos monoclonales en los años setenta marco el nacimiento de la industria de biotecnología. Los usos y aplicaciones de la biotecnología son variados y van más allá de la salud humana y animal, lo que incluye a sectores como protección ambiental y agricultura. Pero el sector de la salud continúa siendo el que más crece y es el mayor. El primer medicamento producido por ingeniería genética fue la insulina recombinante humana, en 1982.

Actualmente, se estima que 1/5 del total de fármacos lanzados cada año son derivados de procesos biotecnológicos.

Línea de tiempo de la biotecnología

4000-2000 a.C

- Por primera vez la “biotecnología” se usa en Egipto para producción de cerveza y pan usando la técnica de fermentación, por medio de la levadura.

1322

- Caballos de una raza superior sanos son inseminados artificialmente por un líder árabe.

1761

- Plantas de especies diferentes son cruzadas por el naturalista alemán Joseph Gottlieb Koelreuter.

1859

- El ilustre científico británico, Charles Darwin, publica la “Teoría de la Evolución de las Especies por Selección Natural”. El concepto de seleccionar y destruir la prole más débil tiene gran influencia entre los creadores de animales en los años 1800, a pesar de que la genética no era, entonces, una ciencia reconocida.

1865

- Surge la Genética, que tiene al científico austríaco Gregor Mendel como el padre de esta ciencia. A través de sus experiencias con arvejas, descubrió que las características son hereditarias, pasadas de padre a hijo, así como descubrió también las patrones de la hereditariedad.

1870

- Los creadores de plantas empiezan a utilizar la teoría de Darwin para cruzar especies diferentes de algodón y así consiguen desarrollar una variedad superior de la planta.

1876

- Louis Pasteur probó que las fermentaciones eran causadas por la acción de seres minúsculos, los microorganismos, con lo que desplazó la teoría, vigente hasta entonces, de que la fermentación era un proceso puramente químico.

1879

- El científico Alexander Fleming descubre la cromatina, una estructura similar a una varilla dentro del núcleo de las células, que más tarde se llamó “cromosoma”.

1897

- Eduard Buchner demostró que es posible la conversión del azúcar en alcohol utilizando células de levadura maceradas, es decir, en ausencia de organismos vivos.

1900

- La mosca-de la-fruta, la drosophila melanogaster es usada en los primeros estudios de genes.

1906

- Surge el término “genética”.

1919

- La palabra biotecnología es usada inicialmente por el ingeniero húngaro Karl Ereky.

1941

- El término ingeniería genética es usado por primera vez.

1942

- La penicilina empieza a ser producida como fármaco y utilizada en seres humanos como un antibiótico.

1944

- Se descubre que el ADN es la estructura responsable de la transmisión de la información genética.

1953

- Los científicos James Watson y Francis Crick describen por primera vez la estructura del ADN. Su artículo es publicado en la revista “Nature” y marca la era de la genética moderna.

1956

- Se optimiza el proceso de fermentación, Kornberg descubre la enzima ADN polimerasa I, que cataliza la síntesis de ADN en bacteria, y se logra comprender cómo se replica el ADN.

1958

- El ADN es producido por primera vez en un tubo de ensayo.

1969

- Una enzima es sintetizada in vitro por primera vez.

1970

- Se identifican enzimas de restricción (nucleasas específicas); se abre el camino hacia la clonación molecular de genes.

1972

- Se descubre que la composición del ADN humano es 99% similar a la de los chimpancés y gorilas.

1975

- Se producen los primeros anticuerpos monoclonales.

1982

- La FDA aprueba la primera insulina humana producida por bacterias genéticamente modificadas.

1984

- Se clona el virus HIV y su genoma es totalmente secuenciado.

1986

- Se produce la primera vacuna recombinante para seres humanos contra hepatitis B. Primera droga contra el cáncer producida a través de la biotecnología.

1990

- Se lanza el proyecto Genoma Humano. El primer tratamiento de terapia génica es aplicado en Estados Unidos en un niño de 4 años que sufría un trastorno en el sistema inmunológico

1994

- Se descubre el primer gen de cáncer de mama.

1995

- La terapia génica entra en guerra contra el cáncer; - Se completa la primera secuencia de un genoma de un organismo vivo diferente de virus para la bacteria Haemophilus influenzae.

1996

- Científicos escoceses clonan copias idénticas de corderos a partir de embriones de carneros.

1997

- Nace la oveja Dolly, primer animal clonado de una célula adulta.

1998

- Son descubiertas las células-tronco embrionarias humanas. Es secuenciado el primer genoma completo de un animal: el gusano C elegans.

2003

- La oveja Dolly es sometida a eutanasia después de desarrollar un cáncer de pulmón - China aprueba la primera reglamentación de un producto para terapia génica.

2004

- Primera mascota clonada: un gato. Secuenciado el genoma del ratón de laboratorio.

2005

- La FDA aprueba la primera droga para una raza específica: una medicina para problema cardíaco exclusivo para la raza negra. Se publica el genoma del perro.