Organismos transgénicos: ¿un avance o un riesgo para la industria alimentaria?

  Una de las aplicaciones más importantes (y polémicas) de la ingeniería genética es la creación de GMO (Genetically Modified Organisms, abreviado como OGM en español) o organismos transgénicos. Los organismos transgénicos son organismos de origen natural que, mediante la implementación de técnicas de manipulación genética, obtienen una carga genética completamente diferente a la original, la cual sería imposible de obtener usando técnicas naturales de manipulación como los cruces entre diferentes especies. Estas técnicas de manipulación genética no tan sólo pueden ser aplicadas en plantas, sino también en organismos como animales, bacterias, hongos y otros microorganismos. Todo esto se hace con el fin de crear organismos nuevos cuya carga genética sea capaz de mejorar su producción o reproducción, aumentar su tamaño, hacerlos más resistentes a cambios del medio ambiente y enfermedades y otras características las cuales se consideran beneficiosas para la producción de todo tipo de productos, medicinas y materiales, especialmente en el área de los alimentos donde su uso es bastante extendido. Pero, a pesar de los beneficios que teóricamente traen, en los últimos años los organismos transgénicos han causado mucha polémica con respecto a su uso y consumo como alimentos. Antes de explorar la polémica en general debemos entender cómo se producen estos organismos y los controles a los que son sometidos para discutir si el consumo de estos es viable o no.

El uso de la manipulación genética produce  alimentos de mayor calidad a un menor costo. Foto:Pixabay

   El proceso de creación de un organismo transgénico inicia con la identificación de una característica o varias características las cuales se desean que posea el organismo que se va a crear. Después de identificar las características deseadas se utilizan procesos de análisis del ADN para ubicar los genes específicos que se necesitan para obtener el resultado deseado y luego se emplean técnicas como la clonación para obtener varias copias de dicho gen, por último los genes son introducidos directamente o utilizando un vector en el código genético del organismo.Después del cumplimiento de este proceso el organismo transgénico debería crecer y reproducirse de manera normal, más se debe prestar especial atención al comportamiento de este organismo ya que en caso de que el código genético haya sido modificado de forma errónea no se debe permitir que el organismo se reproduzca. Los procesos de creación de organismos transgénicos deben estar en constante vigilancia y deben someterse a regulaciones por parte de las organizaciones públicas competentes ya que la manipulación genética es un proceso muy delicado y en algunos casos, aunque se crea en un principio que han sido exitosas, que no  tan sólo pueden causarle repercusiones e incluso la muerte al organismo transgénico con el paso del tiempo sino que se afirma que pueden afectar la salud de los consumidores de alimentos que contengan estos organismos.

El proceso de creación de los organismos transgénicos. Imagen: SITN, Harvard University.

  El foco de la polémica de los organismos transgénicos radica mayormente en su uso en el área alimenticia ya que su mayor área de empleo en la actualidad es en la agricultura y en la producción de alimentos (en Estados Unidos se estima que aproximadamente un 80% de los alimentos procesados contienen organismos transgénicos) y es la que la se considera que puede afectar a los consumidores de gran manera. Se considera que los organismos transgénicos traen beneficios a la agricultura ya que permiten la creación de cultivos los cuales son resistentes a plagas y enfermedades, no requieren del uso de pesticidas, de reproducción más rápida, resistentes a cambios en el ambiente y de sabor y calidad mejorada, lo cual reduce los costos de cultivo y mantenimiento y aumenta la calidad del alimento obtenido. Con respecto a los riesgos, se debe considerar que la manipulación genética no está presente en la naturaleza y por ello puede ser impredecible. Manipular genéticamente un organismo puede representar un cambio en su tamaño, metabolismo, crecimiento y su respuesta a factores externos como el ambiente lo cual se considera que puede afectar al organismo y al medio ambiente en el que se desarrolla. Además de ello, existen otros riesgos teóricos como la transferencia de genes del organismo transgénico a las bacterias y células del tracto intestinal del consumidor lo cual podría ser riesgoso si el material genético transferido causa efectos adversos en humanos, la transferencia de genes alergénos de un organismo al organismo transgénico y el cruce entre organismos transgénicos y organismos naturales lo cual puede afectar  a ambos organismos y su viabilidad. Aunque todos estos riesgos tienen un cierto nivel de posibilidad, se considera muy bajo y además de ello los organismos transgénicos son estrictamente regulados por las autoridades mundiales por lo cual se considera que los organismos transgénicos son lo suficientemente seguros y beneficiosos para permanecer en el mercado y ser consumidos como alimento. Además de ello, se están aumentando el número de pruebas y los estándares a los que se deben someter los organismos transgénicos con el fin de garantizar la seguridad de los alimentos y de los consumidores, y se espera que en un futuro puedan ser empleados de manera segura y universal en la producción de todo tipos de alimentos, medicinas, vacunas y materiales a un bajo costo y mayor calidad y rendimiento.

   ¿Opinas que el uso de los organismos transgénicos es beneficioso o un riesgo para los consumidores? Si deseas saber más sobre el tipo de pruebas a las que deben ser sometidos los organismos transgénicos antes de ser aprobados para el mercado puedes visitar el sitio web de la European Food Safety Association (en inglés) que contiene la información sobre los estándares europeos para los GMO, además puedes visitar la página de la Organización Mundial de la Salud (en inglés) con mayor información de parte de esta importante entidad mundial. Por último, te invito a ver este vídeo del afamado científico estadounidense Bill Nye donde discute su opinión sobre el uso de los organismos transgénicos en los alimentos.

 

Biotecnología, la colaboración de la innovación con el mundo natural

   Durante muchos años,la biología ha sido definida como el estudio de todos los procesos naturales existentes y la relación que ellos tienen entre sí. Actualmente, con la llegada de múltiples avances en la ciencia y en la investigación, la biología se ha aliado con nuevas técnicas y de allí han nacido las nuevas ramas como la bioingeniería, la ingeniería genética y la biología sintética donde se emplea la fusión de los elementos y procesos presentes en los organismos naturales y se hace uso y manipulación de ellos para lograr una meta en específico que traiga beneficios y descubrimientos a los seres humanos y al ambiente. Una de las ramas pioneras en este ámbito es la biotecnología, cuya etimología proviene del griego 'bios' (todo lo relacionado con la vida) y 'technikos' (que se refiere a las habilidades y el conocimiento de los humanos) y claramente se define como el uso y la aplicación de organismos, procesos y sistemas biológicos para la resolución de problemas, creación de productos y procesos y modificación de procesos y materiales ya existentes, y su base radica en ramas puras de la biología como la genética, la microbiología, la biología molecular y la biología celular y de ellas provienen muchas de las técnicas que hacen que la biotecnología sea factible (por ejemplo, el análisis de las interacciones de ciertas bacterias y organismos). 

La biotecnología hace de la naturaleza nuestra herramienta. Foto: PixaBay

   La biotecnología tiene una amplia gama de aplicaciones, entre las más relevantes podemos nombrar:

• Agricultura (conocida como biotecnología verde): La agricultura fue el primer ámbito donde se empezó a aplicar la biotecnología con el uso de fertilizantes, abonos y pesticidas. En la actualidad, casi todos los cultivos emplean el uso de los de estos insumos para proteger y aumentar la cantidad y la producción de la cosecha. Una de las innovaciones más recientes es el empleo de la ingeniería genética para la creación de GMO (organismos transgénicos), los cuales están diseñados a un nivel genético para ser inmunes a plagas y enfermedades, con mayor resistencia a condiciones ambientales y con la capacidad de producir productos de mayor tamaño, sabor y calidad. Pero, el uso de la biotecnología ha estado en polémica ya que se ha cuestionado la seguridad de los alimentos producidos por los GMO ya que se cree que pueden contener componentes químicos que pueden afectar la salud y el organismo del consumidor y ahora, de acuerdo con las regulaciones de la FDA, los productos que provengan de GMO deben informarlo en sus etiquetas o empaques. Además de ello, se ha relacionado el uso de pesticidas y aditivos para los cultivos con la contaminación de los suelos y recursos acuíferos y por ello se ha empezado a regular el uso de esto de manera más estricta.
• Industria (biotecnología blanca): La biotecnología es aplicada a un nivel industrial para mejorar y reducir costos en la manufactura de textiles, papeles y productos químicos, esto es logrado usualmente por el uso de las enzimas, las cuales funcionan como catalizadores y aumentan la eficiencia de la producción. También se emplea la biotecnología para la creación de enzimas artificiales y la manufacturación de enzimas ya existentes para fines comerciales.
•  Medicina y farmacéutica (biotecnología roja): Las aplicaciones de la biotecnología en este campo se puede dividir en tres grupos esenciales:los medicamentos (incluyendo tratamientos innovadores como la terapia génica y la terapia celular), la producción y el desarollo de vacunas y el diagnóstico de enfermedades. Todos estas terapias y medicamentos biotecnolólogicos contienen proteínas, enzimas, anticuerpos y otra sustancias producidas naturalmente por el cuerpo humano que son empleadas en estas terapias y producción de medicamentos. Aparte de las terapias y los medicamentos, la biotecnología también ha empezado a ser empleada para alterar y modificar el comportamiento de las células, lo cual se puede utilizar para la prevención y tratamiento de enfermedades como el cáncer y las enfermedades de origen genético. A pesar de todos los avances que se han hecho en la aplicación de la biotecnología en la medicina esta todavía cuenta con obstáculos para ser usada de manera universal, ya que requieren de gran inversión de capitales para su investigación en comparación a la farmacéutica convencional, sus costos de producción y distribución son elevados y son de naturaleza más inestable que los fármacos regulares y requieren de un grado de pureza y esterilidad alto lo que aumenta todavía más los costos de producción, almacenamiento y transporte.



Diferencias entre los medicamentos convencionales y los medicamentos biotecnológicos. Imagen: EuropaBio

• Ambiente (biotecnología ambiental): La biotecnología es empleada para el manejo de desechos y la biorremediación, y emplea el uso de organismos como bacterias y enzimas previamente diseñadas, manipuladas o sintetizadas para la limpieza y descontaminación del ambiente. La biotecnología ambiental es mucho más eficiente para la limpieza de desechos que los métodos tradicionales y causa menor daño ambiental.
• Bioinformática: La bioinformática emplea las nuevas tecnologías de la informática para el análisis, procesamiento y almacenamiento de datos biológicos como el código genético y las cadenas de proteínas.

   Dado a sus múltiples aplicaciones, la biotecnología es considerada como una de las ramas modernas más importantes de la biología y está en continuo avance e investigación para lograr la mejora de el desarrollo de todas sus aplicaciones, procesos y herramientas.  

   La biotecnología es en definitiva está en auge, más no se salva de la polémica. En este artículo reporté sobre el fracaso de un tipo de maíz transgénico en Estados Unidos y en este otro artículo puedes leer sobre la polémica que causó el maíz transgénico en la Unión Europea. Además de eso te invito a visitar el sitio web de EuropaBio, que es la asociación Europea para las Bioindustrias ubicada en Bruselas que tiene excelente contenido disponible en español sobre la biotecnología. También te invito a visitar el website del Centro de Biotecnología de Carolina del Norte (en inglés) el cual es uno de los más reconocidos del mundo. Espero tu opinión sobre la biotecnología en los comentarios.

Las enzimas y por qué son importantes: Q&A

    Saludos a todos los nuevos lectores y muchas gracias por ayudar a My Biolodge a superar las mil visitas. Para este artículo, he decidido cambiar un poco la dinámica y hacer una sesión de Questions and Answers (lit. preguntas y respuestas) como lo hice en ocasiones anteriores con la genética de conservación y la biotecnología industrial ya que este es un tema que muchas personas conocen más no conocen muy bien cómo funciona en realidad. Comenzemos.

   "¿Qué son las enzimas y cómo funcionan?"

  Las enzimas son formadas por aminoácidos y consisten de una proteína (usualmente por proteínas globulares) y de un elemento que no es una proteína conocido como el co-factor; el cual puede ser de tres tipos: orgánico (los cuales están unidos de forma permanente a la enzima); catión, que es un ion metálico con carga positiva y se une de forma temporal a la proteína que conforma la enzima causando que esta gane parte de esta carga positiva y molécula orgánica, la cual es comúnmente una proteína y no se une de forma permanente a la proteína más se combina de forma temporal con el complejo enzima-sustrato. Las propiedas de los enlaces intramoleculares e intermoleculares que unen a las estructuras que conforman a la proteína se ven afectados por los cambios en el pH y en la temperatura y de la misma manera afecta la forma de la enzima, haciendo que la habilidad de catalización de la enzima sea sensible a dichos cambios. Al saber esto, podemos deducir que las enzimas son sustancias bioquímicas las cuales ayudan a que las reacciones bioquímicas se realizen de una forma más rápida y con un menor gasto de energía mediante el uso de rutas de reacción que requieran de menor energía para activarse, y las enzimas, al igual que los catalizadores químicos, no afectan el equilibrio de la reacción, sólo la velocidad con la que esta ocurre. Con respecto a su funcionamiento, las enzimas requieren entrar en contacto con la molécula para tener suficiente energía para iniciar la reacción, y para ello las enzimas cuenta con un sitio activo el cual al vincularse con una molécula reaccionante (llamada sustrato) proveerá la energía para que se inicie la reacción. El sitio activo es especializado y se adecúa específicamente a un tipo de sustrato determinado y por ello existen muchísimos tipos de enzimas las cuales se encargan de facilitar muchos tipos de reacciones bioquímicas que se encuentran en todo tipo de organismos biológicos y en la naturaleza. Por ejemplo, la maltasa es una enzima la cual tiene la tarea específica de romper la maltosa (un tipo de carbohidrato) en dos glucosas.

  "Eso se lee bastante complicado y no entiendo en qué nos ayudan las enzimas. ¿Qué se supone que hacen?"

  Aunque entender la parte química de las enzimas es un poco tedioso, su concepto es muy sencillo, son sustancias que ayudan a que las reacciones químicas sucedan más rápido, no se pone más sencillo que eso. Con respecto a su importancia, las enzimas ayudan y están presentes en todo tipo de reacciones de todo tipo de organismos con las que somos familiares, entre ellos podemos nombrar el ciclo de Krebs (entre ellas podemos resaltar la cintrato sintasa que cataliza la primera reacción de este ciclo), el proceso de digestión (las enzimas digestivas se encargan de romper los polímeros presentes en los alimentos para su absorción), la fotosíntesis (donde la PEP Carboxilasa que actúa en la reacción de las moléculas de dióxido de carbono con el PEP fosfoenolpiruvato) y muchísimas más. Si todos estos procesos no contaran con la ayuda de las enzimas probablemente no funcionarían de la misma manera ni serían tan eficientes. Un ejemplo seria la intolerancia a la lactosa, que es causada porque el instestino de la persona no produce lactasa, la enzima que participa en el rompimiento de la lactosa y por ello es incapaz de sintetizarla correctamente. 

La intolerancia a la lactosa es producida por la falta de lactasa. Foto:Pixabay

  "Ahora entiendo un poco más, ¿hay formas de usar las enzimas para otras cosas o hacerlas todavía más eficientes?"

  Eso es lo que los científicos están intentando lograr actualmente. Para ello, se ha estudiado la configuración de los aminoácidos que forman la enzima, su estructura y la relación de esta con su funcionamiento, esto se logra analizando la estructura de la secuencia de ADN que codifica la enzima, para el estudio del funcionamiento de una enzima se emplea la clonación de un gen parte de la enzima y se introduce en un vector para lograr la producción de un clon. Todo esto es con el fin de comprender totalmente a la enzima para lograr manipularla a un nivel genético para aumentar su rendimiento o rango de funciones, producir enzimas artificiales o crear nuevos tipos de enzimas. Si esto se logra, las posibilidades de uso son muy amplias, especialmente en el tratamiento de enfermades causadas por falta de enzimas, producción de medicamentos y en industrias de todo tipo ya que, al lograr controlar las enzimas, se logran procesos rápidos y eficientes que no requieren de tanto gasto de energía. La nueva rama de la ingeniería que estudia este tema es la ingeniería de enzimas (más información en inglés aquí) la cual se encarga de utilizar las técnicas de la bioingeniería, la ingeniería genética y la biotecnología para buscar la forma de usar las enzimas a nuestro favor.

  "Wow. No sabía que las enzimas eran tan útiles"

  En realidad yo tampoco sabía hasta hace muy poco, pero estudio bioingeniería y es una de las subramas en mayor desarrollo, por lo cual decidí aprender más sobre el tema.

  Y así concluye esta sesión de Q&A, el material online sobre los usos de las enzimas y la ingeniería de enzimas es muy escaso en todos los idiomas debido a la novedad del tema así que me referí en gran parte a este artículo de Science J Rank para explicar ese contenido. Si deseas saber más sobre cómo funciona la energía de activación de las enzimas puedes ver este vídeo de Khan Academy. Además, los quiero invitar a revisar el archivo del blog donde podrán leer mis artículos del 2014 donde podrán encontrar artículos sobre algunos de los términos que son de alta importancia para el estudio de la biología como genética, la clonación, el ADN recombinante, las mutaciones y el ADN, entre otros. No olvides dejarme tus sugerencias para artículos en los comentarios.

 

Ingeniería de las fermentaciones

  La fermentación es uno de los procesos biológicos más conocidos y más útiles del mundo biológico, este proceso ha sido empleado y estudiado desde hace mucho tiempo (Louis Pasteur empleó la técnica de la pasteurización por primera vez en 1864 y comprobó que la fermentación era causada por microorganismos) y ha ido evolucionando lentamente hasta llegar a la industria actual donde todavía se emplea la misma técnica de Pasteur. Y, aunque no hay nada de malo en el empleo de técnicas tradicionales las cuales funcionan adecuadamente, han nacido nuevas interrogantes e investigaciones para hacer de la fermentación un proceso más rápido, de menor costo y con la capacidad de crear nuevos productos. De allí nace la ingeniería de fermentaciones, cuyo objetivo es hacer uso de la bioingeniería y la ingeniería de enzimas para lograr esta meta.

El vino es uno los productos de la fermentación más conocidos. Foto: Pixabay

  La ingeniería de fermentaciones busca hacer que los procesos de fermetación sean más eficientes. Uno de los casos más estudiados es el del etanol, que es un producto de la fermentación proveniente de ciertas plantas que puede sustituir a los combustibles fósiles regulares como la gasolina pero, debido a que las toxinas liberadas por las plantas al calentarse dañan parte de los organismos fermentadores y por ello el proceso es considerado poco eficiente y costoso ya que requiere de mucho esfuerzo y dinero para ser purificado correctamente. Para resolver este problema, los científicos han empezado a emplear técnicas como la creación y el uso de organismos sintéticos o GMO que sean resistentes a las toxinas y que realizen el proceso de fermentación de manera más rápida. Además de ello se están aplicando nuevas técnicas como la manipulación del metabolismo de los organismos fermentadores para aumentar los niveles de síntesis del etanol, esto mediante el controlamiento de las reacciones químicas por medio del aumento artificial o manipulación de las enzimas encargadas de dicho proceso. Al obtener un proceso más eficiente se logra reducir los costos de producción y hace que el producto sea más viable, y en el caso del etanol se desea que se convierta en un biocombustible de precio razonable y de mejor rendimiento que su contraparte fósil que contamina el ambiente.

  Aparte de la producción de etanol, la fermentación es empleada en varios campos como la producción de alimentos (por ejemplo el queso y el yogurt), bebidas alcohólicas (como el vino y la cerveza), producción de textiles y producción de algunas vacunas y medicamentos (como los esteroides); y con el uso de la ingeniería se espera que este campo se vuelva más amplio y de mayor uso en todo tipo de industrias.

  Si quieres conocer más sobre el proceso de fermentación como concepto puedes ver este vídeo del canal BioNetwork, lamentablemente la información online sobre ingeniería de fermentaciones es muy poca y sólo se encuentra material en inglés. Dime si deseas un artículo en profundidad sobre el proceso de fermentación en los comentarios.

 

Ingeniería genética: tan polémica como revolucionaria

   La ingeniería genética es una de las aplicaciones más conocidas de la biotecnología de la bioingeniería cuya tarea es modificar, reescribir o cambiar el código genético de un organismo de forma artificial con el fin de obtener un organismo diferente al original. La ingeniería genética hace uso del ADN y del ARN recombinante para lograr la modificación e hibridización de diferentes tipos de códigos genéticos para así lograr la creación de un individuo con nuevas características. Por ejemplo, científicos taiwaneses han insertado genes de medusa en cerdos para hacer que estos brillen en la oscuridad. El proceso, como en cualquier forma de ingeniería comienza con el "diseño" y usualmente transcurre con los siguientes pasos:

• Primero se plantea el organismo deseado, por ejemplo una planta de maíz la cual sea inmune a cierto tipo de parásito y después de ello se busca un "donante" el cual posee una característica deseada, en este caso inmunidad a dicho parásito.
• Después de ello se extrae una muestra del ADN del donante, este ADN es analizado hasta que se encuentre el gen o genes específicos que provee al donante de esta característica, y luego de ser ubicado dichos genes son replicados múltiples veces usando la clonación. En esta etapa los genes también pueden ser modificados hasta que sean capaces de replicar la característica deseada.
•  El tener los genes deseados no es suficiente ya que casi todo los organismos son incapaces de asimilar ADN extraño y para ello usualmente se introducen los nuevos genes modificados en una bacteria proveniente del organismo receptor para que este pueda asimilar la nueva carga genética naturalmente. Además de esta técnica, existen otras formas como insertar los nuevos genes en una locación específica, eliminar los genes originales e introducir los nuevos y 'gene targeting', que es una técnica publicada por el biólogo Mario Capecchi que permite eliminar los genes originales a través de mutaciones inducidas.

Los GMO causan polémica en la industria alimentaria. Foto:Pixabay

   Tras obtener el organismo con las características deseadas se emplea la reproducción tradicional con otros organismos modificados para lograr la mejora y estabilización de la nueva característica. Los organismos genéticamente modificados se conocen con el nombre de GMO (Genetically Modified Organisms en inglés) y son empleados en la industria de agricultura y de la producción de alimentos para la mejora, innovación y protección de alimentos y productos, empleando los GMO se puede obtener cultivos más fértiles, de mayor calidad y resistentes a plagas y enfermedades. La ingeniería genética también puede ser empleada en humanos para fines medicinales y de investigación más por cuestiones de ética todavía no ha sido implementada en este campo. Además de ello, ha sido bastante polémico el uso de GMO en la industria alimentaria ya que muchas personas consideran que es riesgoso para la salud de los consumidores de estos alimentos. Aún así y a pesar de toda la polémica, la ingeniería genética se considera uno los campos investigativos más importantes de la biología moderna y está innovándose continuamente.
   ¿Crees que los GMO comprometen la seguridad alimentaria? Cuéntame en los comentarios.
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La biología sintética: creando más allá de la naturaleza

   Para la mayoría de las personas, el concepto básico de la biología se refiere a el estudio de todo lo proveniente del mundo natural, más, con el avance de las nuevas ramas de biología como la bioingeniería y la biotecnología que vienen de la mano con herramientas artificiales ha llegado un concepto nuevo que desafía nuestra definición de lo que debe ser y estudiar la biología y ese concepto es la biología sintética. 

   La biología sintética es definida como una práctica cuyo objetivo es la creación, diseño y construcción de dispositivos, mecanismos y sistemas. Pero, ¿cuál es la diferencia entre este concepto del resto? Simple, ninguna de estas "producciones" existen en la naturaleza, en pocas palabras, la biología sintética crea estructuras y sistemas totalmente nuevos. Para ello, los científicos emplean una combinación las técnicas provenientes de la biotecnología, la biología molecular, la biofísica y principalmente de la bioingeniería para fabricar, manipular, crear y sintetizar materiales para la creación de estas nuevas estructuras. Además de ello, también se emplea la técnica de rediseño de estructuras o sistemas ya existentes en la naturaleza para darles nuevos usos o funciones. 

   La biología sintética requiere de todas las técnicas básicas de la bioingeniería como la lectura y el reconocimiento de cadenas de ADN y estructuras protéicas y además emplea un nuevo tipo de herramientas estructurales, que son partes de ADN estandarizadas que cumplen un función similar a de los ladrillos y bloques para la construcción de estas estructuras; una de las formas más implementadas de estos "ladrillos" son los BioBricks, que son secuencias de ADN obtenidas mediante el uso de enzimas de restricción. Además del uso de estas partes también se emplean otras técnicas como la secuencia del ADN, reescribir el contenido del ADN, su manipulación y la sintetización de ADN y proteínas.Tras la creación de la nueva estructura estos pueden ser introducidos y combinados con organismos naturales, como la E.coli para el análisis del comportamiento de dicha creación en un sistema natural ya existente.

Crear nuevas estructuras y materiales es la base de la biología sintética.Foto:Pixabay

    ¿Cuál es el punto de la biología sintética? Pues hay tantas posibilidades de innovación que todavía se siguen investigando. La biología sintética puede explicar cómo funcionan los organismos sintéticos y su diferencia con los organismos naturales lo cual puede dar más información sobre el funcionamiento y la estructura de los naturales; también permite observar y analizar nuevos sistemas los cuales pueden servir para probrar teorías como la evolución darwiniana. Y todo eso es tan sólo en el campo investigativo ya que la biología sintética está siendo implementada para la creación de nuevos materiales, modificación de enzimas industriales para la creación o mejora de los productos y la modificación de células con nuevas cargas de ADN sintético. Estos avances y investigaciones son de gran uso para los campos de la medicina, industria de varios tipos, la producción de medicinas y muchos otros campos en los cuales todavía está en expansión. Por ello, incluso existen competencias sobre biología sintética, la más reconocida es el iGem (International Genetically Engineered Machine) cuyos competidores hacen uso de los BioBricks para hacer diseños de máquinas funcionales.

    La biología sintética es definitivamente uno de los campos que más se va a expandir en los próximos años. Si quieres conocer más sobre las implicaciones éticas de la biología sintética puedes visitar la página oficial (en inglés). Si estás interesado en el iGem, también puedes visitar el sitio de la competencia (en inglés)donde encontrarás información específica sobre la competencia y sus bases. ¿Crees que la biología sintética es útil y viable? Escribe en los comentarios.

¿Cómo se producen los medicamentos?

    Una de las aplicaciones más importantes de la biomedicina es la creación y fabricación de medicamentos que se adapten a las necesidades actuales. El funcionamiento de este proceso es bastante complicado y lento, un medicamento cuyo proceso sea técnicamente "rápido" puede tardar un aproximado de quince años en salir al mercado desde su descubrimiento. El porqué de esta demora radica en el largo lapso de tiempo que toma el garantizar que dicho medicamento sea seguro, relativamente efectivo y adecuado para los consumidores y pacientes, además de ello se debe comprobar que el medicamento sea una formulación original y que no sea un plagio de un medicamento ya existente.

   La regulaciones para producir medicinas varían de país en país pero básicamente siguen un mismo patrón que el estipulado por la Food and Drug Administration (FDA).

• Descubrimiento del medicamento: El descubrimiento de un medicamento usualmente ocurre cuando se está investigando una enfermedad, probando tratamientos ya existentes que tienen efectos no esperados o cuando se investigan nuevas tecnologías. Tras el descubrimiento se inicia el proceso de desarrollo en el cual se formula la dosis, se evalúa la absorción y se hace todo tipo de experimentos para conocer más sobre la muestra estudiada y si es viable para pasar a pruebas clínicas. Este proceso dura un estimado de cinco años más en algunos casos se prolonga para mayor investigación.
• Pruebas pre-clínicas: En esta fase se evalúa los efectos del medicamentos y su composición química, además se analizan los niveles de toxicidad, los efectos en el metabolismo y sobre todo, la seguridad del medicamento. La fase pre-clínica es básicamente para verificar si dicho medicamento puede ser testado en humanos y por ello también se realizan pruebas en animales de laboratorio durante este proceso. Esta fase tarda un estimado de dos años y requiere usualmente de aprobación de las entidades sanitarias para continuar a las siguientes fases.
• Fase clínica: La fase clínica se basa en estudiar la respuesta del cuerpo humano a la medicina en desarrollo por medio de pruebas realizadas a voluntarios y se divide en tres partes. La primera parte requiere de 20 a 100 voluntarios que posean la enfermedad a la cual está destinada a tratar la medicina, esta fase busca probrar la dosis y la seguridad del medicamento. La segunda fase requiere de 100 a 500 con la enfermedad y prueba con la eficacia y los efectos secundarios de la medicina. La tercera y última fase requiere de 1000 a 5000 voluntarios con la enfermedad y estudia los efectos de uso a largo plazo. Todo este proceso puede durar un mínimo de seis anos y tan sólo un pequeño porcentaje de las medicinas logran pasarlo. Todo este proceso es monitoreado por las autoridades de sanidad para garantizar su cumplimiento correcto.
• Revisión de la FDA o de las autoridades competentes: Este es el último paso para el medicamento antes de venderse al público y, como es indicado por el nombre, es la revisión de todas las pruebas y la información que ha sido recopilada sobre la medicina en las fases anteriores. Además de ello, se establecen las recomendaciones de uso, las dosis y todo lo relacionado con la medicina y sus efectos para informar al consumidor sobre el producto. Esta revisión tiene una duración estimada de dos años.

El proceso de producción de medicinas es difícil, pero necesario. Foto:Freeimages

   Al finalizar todo este largo proceso, el medicamento es finalmente aprobado, manufacturado, lanzado al mercado y administrado a los pacientes. Recienmente también se han implementado monitoreos después de la salida al mercado para garantizar la absoluta seguridad del producto. Definitivamente es un proceso muy complicado pero necesario para la seguridad de los pacientes y el avance en el tratamiento de todo tipo de enfermedades. ¿Quieres saber más sobre el proceso? Puedes acceder al sitio web de la FDA (en inglés) donde podrás conocer a fondo los estándares la FDA para el desarrollo de medicamentos.

     ¿Te parece interesante el desarrollo de medicinas? ¿piensas que el proceso se puede simplificar? Cuéntame en los comentarios.