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Biotecnología: organismos vivos como herramientas para nuevas invenciones

Aunque las raíces de la biotecnología son conocidas desde la antigüedad, la biotecnología moderna nos ha introducido en los mundos ínfimos de la materia, donde se están descubriendo capacidades nuevas de materiales y definiéndose nuestra propia humanidad. En este artículo repasaremos lo más relevante de este campo para entender hacia dónde va.

La biotecnología tiene una larga historia que se remonta a la fabricación del vino, el pan, el queso y la cerveza, entre otros. El descubrimiento de que el jugo de uva fermentado se convierte en vino o que la leche puede convertirse en queso o yogur fue el comienzo de esta área multidisciplinaria hace miles de años.

La ciencia actualmente comprende en detalle cómo ocurren estos procesos biológicos, lo que ha permitido desarrollar nuevas técnicas, a fin de modificar o copiar algunos de esos procesos naturales para poder lograr una variedad mucho más amplia de productos y servicios.

En los últimos años se han incrementado exponencialmente las investigaciones de la biotecnología en todos sus ámbitos de aplicación, de modo tal que veremos en esta década un gran cambio en la vida cotidiana de las personas.

Por ejemplo, juega un papel clave en la contribución a la actual situación del coronavirus. Al trabajar con células humanas y mecanismos genéticos, los biotecnólogos mejoran su comprensión de los mecanismos virales mediante el estudio de su genética y la transcripción de esta información en conocimientos y herramientas para la búsqueda de una vacuna. Estas vacunas biotecnológicas pueden desencadenar una respuesta inmunológica inmediata en pacientes sintomáticos, en lugar de las vacunas tradicionales, que son de naturaleza preventiva.

El ABC de la biotecnología

La biotecnología y sus campos de aplicación son muy amplios y actualmente están en plena expansión, pero, en síntesis, lo que debemos saber acerca de esta rama de la ciencia es lo siguiente:

Es toda forma de tecnología que utilice sistemas biológicos y organismos vivos, o sus derivados, para crear o modificar productos y/o procesos con fines específicos en beneficio del ser humano y su entorno.

Los organismos vivos pueden ser bacterias, hongos, virus o plantas, pero también sus partes, como, por ejemplo, las células, sin ser necesariamente modificados genéticamente.

La ingeniería genética es una rama de la biotecnología moderna que surgió en los años ochenta. Se trata de la manipulación de los genes de un organismo para modificarlos, ya sea eliminando, duplicando o insertando material genético de otro organismo, con el objeto de mejorarlo, corregirlo o hacerlo resistente a una agresión externa.

Tipos de biotecnología

La biotecnología es una tecnología que cruza horizontalmente a varias ciencias, por lo que posee muchas ramas de estudio en salud humana y animal, agroindustria y cuidado del medio ambiente. En Argentina se ha desarrollado a nivel de los países más avanzados. A continuación, describiremos los principales tipos de biotecnología existentes.

Médica

Entre los principales usos que se dan en la biotecnología médica, destacan su empleo para la cura de las enfermedades denominadas “raras” (cerca de 7000), el desarrollo de nuevos productos biofarmacológicos, incluidas vacunas recombinantes y biogenéricos, la terapia génica, la medicina personalizada, la genómica, la alimentación (nutrigenómica), la prevención de enfermedades hereditarias, el diseño de órganos y tejidos, las aplicaciones terapéuticas de las células madre y la fertilización humana asistida, entre otros.

Salud animal

Abarca todas las biotecnologías puestas a disposición de las diferentes proteínas animales de consumo: carne vacuna, aviar, porcina y pescado. En los próximos 50 años, habrá que producir más comida que en los últimos 10.000. La FAO calcula que la demanda de proteína animal se duplicará en 2050. En un planeta cuya población mundial crece exponencialmente, será necesario mejorar las producciones y su calidad.

Industrial

Es la que contribuye a la creación y el reemplazo de elementos industriales por otros menos contaminantes. Todo lo cual influye de forma favorable en el medio ambiente, al crear soluciones y medidas que ayudan a que la contaminación ambiental se controle y disminuya. En este informe se pueden ver las tendencias tecnológicas de distintas aplicaciones de la biotecnología industrial.

Agrícola

Es aquella que se emplea para la mejora genética de cultivos y plantas (mediante el cruzamiento de las mismas especies, por ejemplo), con el objetivo de conformar una agricultura sostenible y la producción de fertilizantes o insecticidas biológicos, que permitan cuidar la calidad del suelo (incorporando nutrientes como el nitrógeno o el fósforo) y el medio ambiente en general.

Ámbitos de aplicación

La biotecnología está impactando en muchísimos ámbitos, develando capas de investigación a partir de las cuales se descubren nuevas posibilidades. A continuación, damos algunos ejemplos.

Clonación

En este campo, una empresa argentina, Kheiron Biotech, utiliza herramientas de edición génica (CRISPR) para mejorar la capacidad de los animales a clonar, dependiendo de las necesidades que deban enfrentar. Por ejemplo, se diseñan clones de caballos con más resistencia o velocidad explosiva, según sean preparados para el deporte del polo en Argentina o para el endurance (carreras de alta resistencia) en Medio Oriente. Se puede explorar más aquí.

Comida sintética

Otra empresa argentina, Laboratorios Craveri, con experiencia en cultivos celulares, creó BIFE, su división de bioingeniería, dedicada a la agricultura celular, que produce la multiplicación in vitro de las mismas células que generan la carne en el animal, al crear un músculo comparable al tejido nativo y controlar la cantidad de grasa que contiene la carne. Esto la convierte en un producto alimenticio magro y sano que brinda todos los beneficios de la proteína animal, sin necesidad de su sacrificio. Se puede explorar más aquí.

Alimentación a gran escala

Se trata del aislamiento de fragmentos de plantas madre, para obtener descendencia con plantas genéticamente idénticas denominadas clones, las cuales se aíslan y reproducen en medios de cultivos estériles (in vitro) en escala comercial. Se puede explorar más aquí.

Bioinformática

Conjuga los elementos tradicionales de la biotecnología general (como la biología o la química) con la programación o la informática. Estas técnicas computacionales son utilizadas para hacer frente a la enorme cantidad de datos producidos por la biotecnología, como la secuenciación de genomas, la predicción de estructuras de proteínas, bioquímica y biofísica computacional, la predicción de genes, etc., e incluye la aplicación de los algoritmos y técnicas estadísticas para manejar información biológica, especialmente ADN, ARN y proteínas. La bioinformática es una carrera que, por ejemplo, se estudia en la Universidad Nacional de Córdoba. Se puede explorar más aquí.

Biorremediación

Es la rama de la biotecnología que utiliza organismos vivos (plantas, algas, hongos y bacterias) para absorber, degradar o transformar los contaminantes y retirarlos, inactivarlos o atenuar su efecto en el suelo, el agua y el aire. Puede usarse para limpiar problemas ambientales como un derrame de petróleo o agua subterránea contaminada. Es un método parcialmente ecológico, que causa menos daño a los ecosistemas, crea pocos subproductos dañinos y es más barato que la mayoría de los métodos de limpieza. Se puede explorar más aquí.

Medicina personalizada

La medicina personalizada es una oportunidad fantástica para cambiar el enfoque de “una talla única para todos” en diagnóstico, en terapia con medicamentos y en prevención, y convertirlo en un enfoque individualizado. Todos somos parecidos, por supuesto, pero también somos diferentes. La genómica está jugando un papel muy importante en el surgimiento de la medicina personalizada, porque nos proporciona una ventana molecular muy específica de las diferencias entre nosotros y nos da la oportunidad de hacer predicciones individuales sobre el riesgo de enfermedad, lo cual puede permitir a las personas elegir un plan de prevención que sea adecuado para cada una. También permite escoger el medicamento correcto, en la dosis correcta, para la persona adecuada, en lugar del actual enfoque de la “talla única” en la terapia médica.

Las grandes empresas en la industria farmacéutica han orientado sus esfuerzos a la medicina personalizada. Es el caso de Roche y sus investigaciones sobre el cáncer. Se puede explorar más aquí.

Bioinsecticidas

Desde hace algunas décadas se habla de la utilización “desmedida” en la agricultura moderna de agroquímicos sobre la base de sustancias químicas no biodegradables, que pueden causar efectos secundarios sobre organismos que no sean el objetivo; entre ellos, el ser humano. Ante esta situación, creció la preocupación sobre este tipo de problemas y comenzó a pensarse en modelos de agricultura sostenible desde el punto de vista científico, con el objetivo de proteger la salud de las personas, los animales y otros organismos importantes para el mantenimiento de los ecosistemas.

La biotecnología agrícola impulsa la industria de los bioinsecticidas, cuyo objetivo primordial es proteger el ambiente y mejorar la calidad de los alimentos. Esta industria considera el uso de agentes microbianos (bacterias, hongos, virus) como ingredientes activos de los bioinsecticidas para el control de insectos plaga. Por ejemplo, en Almería, España, se utilizan para combatir las plagas contra el pimiento. Se puede explorar más aquí.

Recapitulando

Con una estimación de población mundial de más de 9 mil millones de personas para el año 2050, según datos de la ONU, las investigaciones en biotecnología buscarán encontrar soluciones alternativas a la alimentación tradicional, además de aumentar la producción agroindustrial a través de las mejoras genéticas, el cuidado del suelo y la sanidad animal.

La biotecnología será también clave para mejorar la calidad de vida en una población que será más longeva. Finalmente, será también crucial para las nuevas generaciones, que están cambiando la visión de su hábitat, para transformarse y pasar de ser depredadores a integrarse y cuidar el medio ambiente, produciendo, por ejemplo, biomateriales que se articulen en economías circulares.

Muchas de las empresas que están trabajando en todos estos campos citados son multinacionales con años de trayectoria. Sin embargo, así como en la década del noventa el mundo vivió la irrupción de una miríada de empresas en el campo de la informática, que desarrollaron software y hardware cuyo uso se haría masivo en pocos años, está apareciendo una nueva generación de empresas biotecnológicas (bio-startups) que producirá un efecto semejante en las sociedades, al provocar profundos cambios en la vida cotidiana de las personas.

Entrando en la tercera década del siglo XXI, es cada vez más claro el impacto que están teniendo los avances de la biotecnología, tanto que, al terminar la década, miraremos hacia atrás y nos preguntaremos cómo podíamos vivir de la forma en que lo hacíamos a principios de este mismo siglo.

Tomás Oulton

Ingeniero civil (UBA), especialista en vías de comunicación. Trabajó en empresas de construcción internacionales. Se especializó en diseño asistido por computadora en España, y pasó a desempeñarse en la industria IT, a partir de 1993, en Microsoft Argentina, a cargo de gerencias regionales. En este período asistió a cursos de programación y control de proyectos, finanzas, marketing, leadership, management... Ver más

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