Café Biotecnológico

El primer café biotecnológico.

2012-01-13T03:48:00.000-08:00

A principios de 1973, Stanley N. Cohen y Annie C.Y. Chang de la Universidad de Stanford y Herbert W. Boyer y Robert H. Helling de la Universidad de San Francisco realizaron el primer experimento de ingeniería genética utilizando una técnica conocida como ADN recombinante. Insertaron en bacterias, plásmidos conteniendo genes resistentes a los antibióticos tetraciclina y kanamicina. Luego, sometieron a las bacterias en placas de cultivo a la acción de los antibióticos. Como era de esperar, la mayoría murieron. Sólo sobrevivieron aquellas modificadas mediante ingeniería genética para resistir a los antibióticos. Había nacido la biotecnología moderna.

Resulta menos conocido el hecho que un año antes, en noviembre de 1972, durante un receso de un congreso científico sobre plásmidos en Hawai, Boyer y Cohen fueron una cafetería en la playa y mientras tomaban café intercambiaron opiniones, acordaron integrar sus respectivos descubrimientos y trabajar juntos para "cortar y pegar" secuencias de ADN, de modo de poder transferir el material genético responsable de ciertas propiedades deseables conducente a la obtención de un “producto a medida”.

Es así como al año siguiente, de lo proyectado en el primer Café Biotecnológico de la historia, nace la ingeniería genética, el punto de inflexión conducente al nacimiento de la biotecnología moderna.

Alberto L. D'Andrea

La guerra invisible: el hombre vs los genes.

2012-01-12T03:44:00.000-08:00

Richard Dawkins en su libro de divulgación “El gen egoísta” (The Selfish Gene) publicado en 1976 establece que el gen es la unidad evolutiva fundamental. Los organismos son, pues, meras máquinas de supervivencia para los genes. En tal sentido los seres humanos son utilizados por los genes para perpetuarse en el tiempo y el hombre deja su lugar central para convertirse en un soporte descartable de la herencia genética. ¿Puede la arrogancia humana permanecer indiferente ante tal perspectiva? La respuesta se comienza a vislumbrar a partir de 1973 con las primeras experiencias de ADN recombinante, el nacimiento de la ingeniería genética y las técnicas biotecnológicas en general. El hombre ahora puede tomar el control de la situación cambiando el destino de la perpetuación de ciertos genes e intentar prevalecer de algún modo. Aparece la posibilidad de “silenciar genes problemáticos” para que no se expresen, seleccionar embriones (previo diagnóstico genético preimplantatorio) en la fertilización asistida, para cortar líneas genéticas conducentes a graves enfermedades hereditarias, realizar transgénesis en animales y vegetales… Del vertiginoso desarrollo biotenológico surge también un constante incremento en el promedio de vida con la probabilidad consecuente para el individuo de aumentar sus mutaciones puntuales y de sufrir modificaciones epigenéticas (modificaciones heredables en la expresión de genes que no se encuentra en la secuencia del ADN). Un campo de batalla, donde la inteligencia del hombre concebida para sobrevivir lo suficiente de modo de perpetuar a los genes se tradujo en armas científicas-tecnológicas para intentar dominarlos. El hombre para vivir cada vez más en su viaje a la inmortalidad debe indefectiblemente regular-dominar a los genes y su expresión. Si bien es una guerra entre contendientes que se necesitan mutuamente, el resultado final luego de centurias y milenios probablemente tenga un solo ganador: el gen egoísta inmortal o el hombre inmortal.

Alberto L. D'Andrea

Biotecnología para combatir las arrugas

2010-12-08T04:45:00.000-08:00

A los 20 años la piel se regenera cada dos o tres semanas. A medida que aumentamos de edad la regeneración de la piel se produce cada 8 a 9 semanas, esto conjuntamente con el hecho de que la vascularización de la piel disminuye con el tiempo confluye en la aparición de arrugas y flacidez.

El 1986 se le otorga el Premio Nobel al Dr. Stanley Cohen por sus trabajos de investigación iniciados 20 años antes conducentes al descubrimiento del Factor de Crecimiento Epidérmico (EGF). Este factor acelera el ritmo de regeneración de las células epidérmicas.

El EGF se produce en el organismo pero su producción se reduce con el aumento de edad. Gracias a la ingeniería genética hoy el factor se puede obtener incluyendo el gen específico en el genoma de una bacteria mediante la técnica denominada de ADN recombinante (rEGF). Luego se pueden fabricar con el Factor distintas cremas para el tratamiento de las arrugas.

El científico Dr. Creg Brown obtuvo la primera patente cosmética relacionada con el polipéptido EGF en 1989. El demostró que un tratamiento entre 4 y 6 semanas podía eliminar las arrugas. También realizó investigaciones complementarias y descubrió más factores para la preparación de cremas y lápiz de labio. En total hoy utiliza cuatro:

EGF (factor de crecimiento epidérmico): acelera el ritmo de regeneración de las células epidérmicas.

IGF (factor de crecimiento insulínico): fortalece el colágeno subyacente para espesar la dermis, previene la flacidez y las líneas finas.

KGF (factor de crecimiento de queratinocitos): aumenta el volumen facial, rellena las arrugas al levantar el hundimiento. Logra acelerar 8 veces! la rotación de las células de la piel.

MPI (inhibidor de la metaloproteinasa): retarda los signos del envejecimiento mediante la inhibición de la pérdida de la elasticidad natural de la piel y de los niveles de colágeno.

El científico Dr. Creg Brown creó su propia marca de cosméticos “Ré Vive” y ofrece una variada combinación de los factores EGF, IGF, KGK y MPI, fundamentalmente en cremas cuyo costo oscila entre 150 a 400 dólares.

(http://www.reviveskincare.com/store/home.jsp).

En la actualidad, a nivel internacional, existen varias empresas productoras de “cremas biotecnológicas para combatir las arrugas” centradas en la utilización del rEGF como principio activo.

La revolución biotecnológica llegó hasta las arrugas.
Alberto L. D'Andrea

El desarrollo del lenguaje y la cultura humana producto de sólo dos mutaciones genéticas

2010-10-29T03:31:00.000-07:00

En la revista Nature del 23 de agosto de 2002 se publicó el trabajo científico: “Molecular evolution of FOXP2, a gene involved in speech and language”, realizado por investigadores de Instituto Max Planck y la Universidad de Oxford, el cual señala a un gen ubicado en el cromosoma 7 como el responsable de un fino control entre la laringe y la boca, necesario para articular y desarrollar la palabra. Desde entonces se incrementó el número de investigaciones relacionadas con el gen FOXP2. En un interesante trabajo publicado el 12 de noviembre del año 2009 “Human-specific transcripcional regulation CNS development genes by FOXP2” investigadores de la Universidad de California y de la Emory University de Atlanta comprueban que la alteración de sólo dos aminoácidos en la cadena de la proteína codificada por el gen cambia la función de ésta y permite encender y apagar más de un centenar de genes posibilitando la capacidad de expresión verbal y haciendo emerger el lenguaje en los humanos. Una característica diferencial con los restantes primates.

La estructura de aminoácidos de la proteína producida por el gen FOXP2 se conservó a través de la línea del tiempo tanto en el hombre como en el chimpancé. Pero cuando en el humano se produjeron las mutaciones responsables del cambio de los dos aminoácidos en la proteína expresada por el gen FOXP2, se originó una selección positiva, acelerando la evolución del hombre.

El surgimiento del lenguaje desempeña un rol fundamental en el todo el quehacer humano, en la formación del hombre, de su pensamiento y en su inteligencia, alguna vez definida como la capacidad de formar y procesar imágenes a partir de la interiorización de la palabra. Sin palabras el hombre no puede pensar racionalmente, sin palabras no podría existir el desarrollo actual de la cultura. La palabra también proyecta su mundo afectivo a través de la entonación, las pausas, el volumen de voz y el contexto situacional. El lenguaje desempeña de hecho dos funciones básicas, la del pensamiento (noética) y la comunicativa (semiótica). Nuestro lenguaje es el medio de comunicación conducente a establecer relaciones inéditas entre las palabras y descubrir atributos insospechados de las palabras permitiendo al ser humano crear el contenido de la cultura.

La investigación, centrada en la tecnología biotecnológica de avanzada, como lo es la utilización de 12 tipos distintos de microarrays (biochips de ADN), permite estudiar como esos dos cambios de aminoácidos en la expresión genética llevan a identificar 61 genes “sobreactivados” (upregulated) y 55 “genes subactivados” (downregulated) por el gen FOXP2 en hombre en comparación con el del chimpancé

¿La primacía del hombre sobre otros animales se debe a sólo dos mutaciones en el gen FOXP2? La calidad de las investigaciones y sus múltiples comprobaciones con técnicas altamente desarrolladas no dejan mucho margen a lo incierto. ¿Tan poco pudo haber incidido tanto en la historia de la evolución? La característica diferencial con otros primates, el lenguaje, proviene de versiones del gen distintas entre los humanos y los chimpancés, con las consecuentes funciones diferentes conducentes a explicar la causa por la cual los cerebros humanos tienen el circuito del habla y otros primates no. Una significativa investigación. Un punto de inflexión en el conocimiento de nosotros mismos.
Alberto L. D'Andrea

La biotecnología en el cerebro de un robot

2009-06-14T03:53:00.000-07:00

Un equipo de trabajo multidisciplinario de la Universidad de Reading (Reino Unido), presentó un robot con un sistema extraordinario de control. El sistema no utiliza un clásico microchip. Está formado por un pequeño recipiente conteniendo un caldo color rosa de nutrientes y antibióticos en el cual unas 300.000 neuronas de rata se autointerconectan. A su vez la red de neuronas se comunica enviando señales eléctricas a 80 electrodos (multi electrode array-MEA) ubicados en la base del recipiente.

Cuando el robot se acerca a un objeto sensores estimulan las neuronas del cerebro a través de los electrodos, en respuesta el cerebro genera pulsos eléctricos que mueven las ruedas del robot y le permiten girar a derecha e izquierda esquivando obstáculos.

El objetivo central de esta primera etapa es analizar como las neuronas se autoorganizan y como almacenan información específica en el cerebro. Esto es central para una mejor comprensión de enfermedades como Alzheimer, Parkinson´s, infarto y daño cerebral.

Para crear el “cerebro” se remueve la corteza neuronal del feto de una rata, con enzimas se separan las neuronas una de otra, luego se las deposita una capa delgada sobre el pequeño recipiente conteniendo los nutrientes necesarios para su crecimiento y las terminales de los 80 electrodos. Después de aproximadamente 5 días de cultivo celular las neuronas se convierten en una malla densa de axones y dendritas comenzando a detectarse actividad eléctrica. Todo un cerebro biotecnológico.

La investigación realizada en la Universidad de Reading no es la única en tal sentido en la actualidad. Existen equipos de trabajo con enfoques similares en otras universidades implementando proyectos sobre cultivo celular de material del cerebro para interconectarlo a simuladores y robots.

La trascendencia de estas investigaciones resulta evidente en un contexto donde células de piel pueden reprogramarse para su conversión en células cuasi madre y estas en células neuronales. El reemplazo de la red informatizada por una red “cerebro” neuronal constituye un nuevo avance en la ciencia cognitiva y la cognotecnología. Tal vez la más compleja y por ende la última en desarrollo entre las tecnologías de convergencia denominadas NBIC (siglas de: nanotecnología, biotecnología, informática y cognotecnología).

La temática es fascinante y despierta nuestra imaginación sobre el futuro mediato. Por lo pronto la biotecnología ya llegó al cerebro de un robot.
Alberto L. D'Andrea

Reprogramar la vida

2008-07-26T05:37:00.000-07:00

Tres años atrás, obtener células similares a las embrionarias a partir de células adultas, sólo podía formar parte de la más increíble historia de ciencia ficción. Pero, en junio de 2006, el doctor Shinya Yamanaka, de la Universidad de Kioto publicó en la revista Cell una innovación revolucionaria: logró reprogramar células epiteliales de ratones para transformarlas en células madre. Desde entonces los investigadores en biotecnología de vanguardia se lanzaron al logro de la reprogramación de células humanas adultas para lograr que se comporten como células madre embrionarias, con capacidad para generar tejidos de todos y cada uno de los cerca de 220 tipos celulares distintos que conforman al hombre, sin tener que luchar con los problemas bioéticos inherentes a la utilización de embriones humanos. Finalmente y en forma prácticamente simultánea lo logran el equipo de Shinya Yamanakaka y otro grupo liderado por James Thomson, de la Universidad de Wisconsin (EEUU). Los dos han utilizado un proceso similar, aunque no idéntico, para reprogramar las células adultas de la piel.

El doctor Yamanaka y sus colaboradores de la Universidad de Kyoto utilizaron los mismos factores de transcripción que emplearon en las células de ratones, Oct3/4, Sox2, Klf4 y c-Myc , sólo que esta vez se ayudaron de un receptor (una proteína, Slc7a1) para mejorar la eficacia de la técnica en humanos. Estos genes fueron insertados con la ayuda de retrovirus en células de piel humana y posteriormente se colocaron en un medio de cultivo. Pasados 25 días, las células adultas se habían reprogramado para convertirse en células madre como las embrionarias aunque no exactamente iguales a ellas. Por este motivo, se las denomina células de pluripontencialidad inducida (iPS, sus siglas en inglés). Tras colocar estas iPS en diferentes medios de cultivo, se demostró su capacidad para transformarse en diferentes tejidos como el nervioso y el cardíaco.

El equipo liderado por James Thomson, de la Universidad de Wisconsin (Madison, EEUU), el primer científico que consiguió extraer células madre de embriones humanos en 1988, ha realizado un trabajo similar cuyos resultados han sido publicados en la revista Science. La técnica utilizada por estos investigadores se basa en la de Yamanaka pero en lugar de utilizar los mismos genes, han empleado dos de ellos (el Oct4 y el Sox2) y otros dos diferentes (el NANOG y el LIN28). Con la ayuda de lentivirus, insertaron los genes en células adultas de piel y tras cultivarlas durante un mínimo de 20 días, obtuvieron células con capacidad de producir células derivadas de cualquiera de las tres capas embrionarias: mesodermo, endodermo y ectodermo..; es decir células pluripotenciales.

Todavía la comunidad científica no salía aún de su asombro cuando un grupo de científicos de la empresa Stemagen Corporation (La Jolla, California) logra el primer embrión clonado utilizando núcleos de células embrionarias obtenidas a partir de piel y óvulos donados por mujeres de edad entre 20-24 años. Para probar la veracidad de su descubrimiento los embriones obtenidos se destruyeron en los análisis realizados por un laboratorio independiente de modo de certificar a la comunidad científica la veracidad del clonado. Las células madre obtenidas del embrión clonado permitirían desarrollar terapias regenerativas para tratar enfermedades como el Alzheimer o el Parkinson.

Se terminó la ciencia ficción, hoy se comienza a vislumbrar el camino para retrotraer la vida hasta el punto de obtener células madres embrionarias o embriones clonados a partir de células epiteliales adultas. Todo un futuro reprogramable.
Alberto L. D'Andrea
La Prensa. 14/09/08

Los genes climáticos

2008-06-08T06:04:00.000-07:00

El cambio climático origina la necesidad creciente de contar con plantas capaces de resistir condiciones ambientales adversas como inundaciones, suelos salinos, sequía, calor y frío, entre otras.Tanto el aumento del caos climático como la profundización de la crisis alimentaria mundial han disparado investigaciones biotecnológicas plasmadas en patentes sobre genes de plantas destinadas a producir cultivos modificados genéticamente.El grupo canadiense ETC (Grupo de Acción sobre Erosión, Tecnología y Concentración) en un informe reciente informa que las 10 mayores empresas de semillas, que en conjunto controlan el 57% del mercado mundial, ya presentaron en oficinas de patentes de todo el mundo, 532 solicitudes de patentes sobre genes relacionados con la tolerancia al estrés ambiental. De este modo las nuevas plantas transgénicas portadoras de “los genes climáticos” les permitirán aumentar aún más la penetración en el mercado mundial, a la vez que contribuirán a una aceptación definitiva de sus productos transgénicos por los gobiernos.

La biotecnología, definida en forma simple, es la ciencia-tecnología que utiliza seres vivos o partes de seres vivos para dar respuestas a necesidades/problemáticas socioeconómicas.

La biotecnología brinda la factibilidad de aislar, identificar y recombinar genes de modo que podamos disponer el conocimiento necesario para realizar los nuevos productos transgénicos tendientes a paliar la problemática señalada.La emergencia alimentaria mundial, agudizada por el cambio climático y el fuerte crecimiento de la población, necesita de los fundamentos científicos-tecnológicos de la biotecnología para mantener un planeta habitable. No obstante las importantes inversiones necesarias para la investigación, desarrollo y aprobación de las semillas portadoras de los “genes climáticos” originan una concentración de las patentes en unas pocas empresas originando en forma paralela la aparición de grupos cada vez más importantes que alertan sobre el peligro de control monopólico de los caracteres genéticos de los cultivos ante la emergencia.

El saber biotecnológico, en constante incremento, está disponible en gran parte del mundo tanto a nivel de carreras de grado como de postgrado. La implementación de pymes de base científico-tecnológicas destinadas a utilizar el acervo genético de un país para superar las problemáticas locales-regionales relacionadas con su deficiencia en la alimentación, cambios climáticos, generación de bioenergía y biorremediación ambiental, deben ser fuertemente incentivadas por las sociedades y sus representantes de modo de priorizar todo lo necesario para su desarrollo armónico y no hipotecar el futuro de sus recursos naturales.Tanto nuestra inteligencia, como los “genes climáticos” nos fueron dados para, en circunstancias difíciles, hacer posible la vida en la tierra. Nadie es dueño de esto. Pero sólo quienes tengan el conocimiento y convicción necesaria podrán hacerlo.
Alberto L. D'Andrea