BIOTECNOLOGÍA

La visión normal del biotecnólogo se distorsiona a menudo por la interpretación sobre lo que es la biotecnología y hasta donde se puede llegar. El propósito de este breve trabajo es proporcionar una visión de la Biotecnología: quiénes (o qué) son los biotecnólogos y qué se pretende con la Biotecnología.

1 ¿Qué es?

La Biotecnología se ha definido de diversas formas, la mayoría de la veces insatisfactoriamente pero si se presiona a un biotecnólogo para que ofrezca una definición probablemente diría: "La aplicación de organismos, sistemas y procesos biológicos en las industrias manufactureras y de servicio" Esta vaga definición en la práctica significa "la biología aplicada para la obtención de un provecho financiero o, con menos frecuencia, humanitario" De hecho, la Biotecnología no existe como una disciplina científica ni es un campo interdisciplinar emergente sino más bien es multidisciplinar que abarca una amplia variedad de áreas temáticas distintas. Realmente, es tal la amplitud y especializaciones que incluye el término que una reunión de biotecnólogos recordaría el escenario de la Torre de Babel, debido a la diversidad de lenguajes y dialectos empleados.

El término "Biotecnología" se ha introducido recientemente en el lenguaje popular, hacia la mitad de la década de los años 70, como resultado del gran potencial resultante de la aplicación de las técnicas de biología molecular emergentes. Parece que esta palabra se utilizó por vez primera al comienzo de los años 20 por el Leeds City Council del Reino Unido cuando sus miembros fundaron un Instituto de Biotecnología. No obstante, los procesos biotecnológicos son anteriores a esa fecha; datan de hace unos 5.000 años cuando se descubrió la producción de bebidas alcohólicas por fermentacion.

Los antiguos egipcios fueron tan lejos que en aquel tiempo incluso utilizaron pan mohoso (el predecesor de los antibióticos) como cataplasma para curar las heridas infectadas e introdujeron un servicio para detectar la gestación basado en el efecto de la orina en la velocidad de germinación del trigo y cebada (pero esa historia está desgraciadamente alejada de la finalidad del presente texto). Por lo tanto, puede decirse que la Biotecnología es una moderna tecnología ¡tan vieja como las montañas! El interés actual de la biotecnología se ha estimulado por el potencial que puede derivarse del matrimonio entre procesos y métodos biológicos (algunos antiguos, otros nuevos) y las técnicas de ingeniería y electrónicas. Los frutos de la Biotecnología han nacido en un árbol cuyas raíces son las ciencias biológicas, en particular la Microbiología, Genética, Biología Molecular y Bioquímica y sus ramas la Ingeniería Química en su sentido más amplio.

2 ¿Quiénes son?

Debería ser ya evidente que definir lo que es un biotecnólogo entraña incluso más dificultad que definir la Biotecnología, no sólo porque ésta abarque un amplio espectro de disciplinas sino también debido a la naturaleza transitoria de la actividad exhibida por un individuo. Una persona puede ser un biotecnólogo una semana y un bioquímico (o un microbiólogo, etc.), la próxima. Si tuviéramos que enumerar a todos los individuos que ellos mismos creen que contribuyen al desarrollo de la Biotecnología, la lista tendría que incluir a bioquímicos, microbiólogos, genetistas, biólogos moleculares, biólogos celulares, botánicos, ingenieros agrónomos, virólogos, químicos analíticos, ingenieros bioquímicos, ingenieros químicos, ingenieros controladores, ingenieros electrónicos e informáticos. Y aún así la lista estaría incompleta, ya que deberiamos incluir también a economistas, contables, gerentes, es decir, aquellos individuos responsables de la creación de una tecnología comerciable a partir de una actividad científica interesante. Es saludable apuntar que todo lo que es científica y técnicamente posible no es necesariamente rentable y productivo.

3 ¿Cuántos y dónde?

Es imposible estimar el tamaño de la comunidad biotecnológica y donde desarrollan sus actividades. No obstante, pueden ofrecerse unos pocos indicadores. laas conferencias científicas internacionales sobre Biotecnología atraen a unos 3.000 participantes y, probablemente, esta cifra representa menos del 10 ~ de la comunidad total. Se estima que sólo en el Reino Unido existen, excluyendo las industrias tradicionales como la de cervecería, unos 2.000 biotecnólogos y que dicho número puede, probablemente, crecer al ritmo del 20% anual en los próximos 10 años.

La distribución de empleos en relación con el lugar de trabajo (por ejemplo, industria, institutos de investigación, institutos de educación superior) varía entre países pero, probablemente, la minoría desarrolla sus actividades en la industria, siendo las químicas y farmacéuticas las que emplean a más biotecnólogos bien directamente o a través de la financiación de pequeñas empresas biotecnológicamente independientes. En los institutos de investigación, las preocupaciones principales son las relacionadas con la salud y con la agricultura. Omnipresencia es la palabra clave en las instituciones de educación superior.

4 ¿Qué hacen?

DNA recombinante e Ingeniería Genética

Entre todos las disciplinas, la biología molecular ha sido la que probablemente ha proporcionado el mayor impulso hacia la unificación de la Biotecnología. La posibilidad de separar un gen que codifica la producción de una determinada sustancia y transferirlo a otro microorganismo ha abierto el camino a la producción más eficaz de una proteína útil o a la introducción de una nueva característica en el microorganismo hospedador. Por ello, se ha hecho realidad la producción a gran escala de hormonas, vacunas, factores coagulantes de la sangre o enzimas por una bacteria común. Pero ¿por qué recurrir a esta dificultad?, ¿por qué no extraer la proteína deseada de su fuente original? Existen cuatro razones para ello. Primera, no resulta práctico con frecuencia cultivar ciertos tipos de células a gran escala. Por ejemplo, las células de mamíferos, en particular las de origen humano, pueden ser difíciles de obtener, crecen lentamente y, no se prestan para ser cultivadas por los métodos tan simples disponibles para los microorganismos. Se ha especulado que la obtención de interferón a partir de cultivos de células humanas sea probablemente sustituida, a más largo término, por la producción por microorganismos genéticamente modificados. Esto presupone, por supuesto, que las diferencias estructurales entre los interferones obtenidos de ambas formas no tienen un efecto significativo en su acción. Segunda, el suministro de la fuente material natural puede ser estrictamente limitada. Es normal que los medios utilizados induzcan una indignación moral pública cuando surgen comentarios en los séquitos mortuorios acerca de la extracción de las glándulas pituitarias para la obtención de la hormona humana del crecimiento. Tercera, la fuente natural puede estar inevitablemente contaminada. Los hemofílicos que reciban el factor XIII corren el riesgo de contaminarse también de hepatitis o, ultimamente, de SIDA. Cuarta, el coste.

Esta tecnología ofrece, además, una posibilidad adicional: la producción de proteínas nuevas. Permítasenos ejemplarizar la situación con enzimas. El uso de enzimas como catalizadores industriales es limitado debido, en parte, a las propiedades de los enzimas disponibles. Estas propiedades, en particular la especificidad, la aptitud catalítica y la estabilidad, están gobernadas por la estructura precisa de la molécula enzimática. Al modificar selectivamente el gen que codifica la síntesis del enzima antes de que se inserte en el microorganismo hospedador, la estructura, y por ende las propiedades del enzima, puede ser modificada de una forma ventajosa y, por tanto, obtenerse una nueva estirpe de superenzimas.

La modificación del genoma de plantas económicamente importantes tienen también un futuro prometedor. La introdución de la capacidad de fijar nitrógeno atmosférico en los cultivos no sólo vendría a solucionar el problema de los gastos ocasionados por la aplicación de fertilizantes sino que también eliminaría el peligro potencial que supone la contaminación de las aguas con nitratos arrastrados de los campos agrícolas. Se estima que se podría producir coles de bruselas fijadoras de nitrógeno a mitad de precio que las variedades tradicionales. ¡Que la producción de coles de bruselas a mitad de precio sea un objetivo prioritario es quizás más cuestionable! Se podrían aumentar las tasas proteicas contenidas en las semillas y obtenerse, por ejemplo, trigo con una gran riqueza proteica. También cabe la posibilidad de que los cultivos puedan ser manipulados genéticamente y conferirles una mayor resistencia a herbicidas o a ciertas infecciones.

Plantas y cultivos de células vegetales

Las plantas, aparte de su papel clave en la provisión de alimentos, son también una fuente importante de materia prima. En la actualidad, es probable que sean los almidones y el azúcar los productos de esta categoría que más se utilizan. El 90 % de los automóviles de Brasil circulan merced a una mezcla de petróleo y alcohol, derivando este último de la fermentación del azúcar de caña. Se ha propuesto también al azúcar como una materia prima para la industria química. De hecho existen técnicas para transformar, por ejemplo, el azúcar en óxido de etileno aunque, en la actualidad, la diferencia de precio entre el azúcar y ese gas no es lo suficientemente grande como para prepararlo comercialmente a partir de azúcar.

Las plantas constituyen también una importante fuente de medicamentos valiosos; un 25 % de los medicamentos de la moderna farmacopea son de origen vegetal. Sin embargo, la producción de medicamentos a partir de plantas cultivadas implica una dependencia de diversos factores como el clima y factores políticos y comerciales que conllevan, desde el punto de vista económico, una producción, a veces, inestable. En gran parte es por estas razones por lo que se ha desarrollado la ciencia (a veces se le denomina arte) del cultivo de células vegetales. El cultivo de células vegetales a gran escala para la producción de biomasa per se o para la extracción de un producto determinado que proporciona un gran rendimiento a partir de dichos cultivos se está tranformando en una tecnología muy interesante. La mayoría de los productos de gran valor así obtenidos se denominan metabolitos secundarios, sintetizados por las células en su fase estacionaria, es decir, cuando no está en la fase activa de crecimiento. Un aspecto adicional de esta tecnología es la inmovilización de células vegetales que pueden mantenerse en un biorreactor a altas concentraciones durante meses. ¡Si siempre los vegetales fueron fábricas agrícolas es lo que verdaderamente debe ser! Hasta el momento la tecnología es cara por lo que los productos que se obtienen alcanzan un gran precio (normalmente excede a los 500 dólares por kg). Sin embargo, a medida que la tecnología avance y los costes sean más bajos se podrán producir materiales en grandes volúmenes y a menos precio, tal es el caso de ácido glicólico que se utiliza como materia prima para la industria química.