Biotecnología y Genética: El Futuro de la Medicina y la Agricultura

GENOMA: EL LIBRO DE LA VIDA

Uno de los grandes hitos de la historia de la genética se produjo el 26 de junio del 2000, cuando se completó la secuencia del genoma humano. Los resultados obtenidos hasta el momento no han satisfecho totalmente las expectativas puestas inicialmente en el genoma humano; hace falta mucha investigación para entender cómo funciona cada uno de sus genes. De momento, ya se han identificado variantes de genes que predisponen a padecer obesidad, genes implicados en el desarrollo de la diabetes, genes que protegen la memoria, genes vinculados a la migraña y a los infartos, genes ligados a distintos tipos de cáncer, genes ligados a la calvicie e, incluso, un gen que afecta a nuestra habilidad a la hora de conducir. Por otra parte, es previsible que en un futuro más o menos próximo podamos emplear el genoma para saber el tiempo que tarda un individuo concreto en metabolizar un medicamento.

El Proteoma, el Metaloma y el Microbioma

El proteoma humano es el conjunto de proteínas codificadas por el genoma para conocer sus funciones. El metaloma es el conjunto de metabolitos presentes en una célula, un tejido o un órgano en unas condiciones concretas. El microbioma es el genoma colectivo de los millones de microbios de la flora intestinal humana que nos permiten digerir lo que comemos.

BIOTECNOLOGÍA

La biotecnología es una ciencia basada en la utilización de seres vivos o de sus componentes para obtener o modificar productos, mejorar plantas y animales o desarrollar microorganismos con fines específicos.

BIOTECNOLOGÍA MÉDICA

Sus posibles aplicaciones:

• Obtención de fármacos: En la actualidad, se puede insertar en un microorganismo el gen que codifica una proteína de interés farmacológico, como la insulina. Cultivando colonias de bacterias con el nuevo gen se fabrican antibióticos y hormonas con múltiples ventajas: mínimo riesgo de contaminación del producto, control completo y continuo del producto sintetizado y producción casi ilimitada.
• Obtención de vacunas: Algunas vacunas se obtienen por ingeniería genética, dado que la mayoría de los factores antigénicos son proteínas, se puede clonar el gen de la proteína para obtener el antígeno no virulento de una determinada enfermedad, actualmente, la hepatitis.
• Diagnóstico de enfermedades: Para el diagnóstico de enfermedades de origen genético se utiliza la hibridación, una técnica que consiste en separar las dos hebras del ADN en estudio y ponerlas en contacto con una sonda de ADN anómalo causante de la enfermedad.
• Terapia génica: Consiste en modificar los genes anómalos de un sujeto para impedir que se manifieste una enfermedad o para curarla una vez desarrollada. En las células afectadas, un virus inserta una copia correcta del gen defectuoso; de este modo, el ADN se corrige dando lugar a células sanas.

BIOTECNOLOGÍA AGRÍCOLA, GANADERA Y BIORREMEDIACIÓN

Tanto las plantas como los animales pueden modificarse por ingeniería genética, insertándoles nuevos genes que modifican proteínas de interés o suprimiendo y modificando genes propios; se obtienen así organismos transgénicos. La aplicación de la biotecnología en la agricultura consigue obtener plantas resistentes a herbicidas, insectos, bacterias y virus, aumentar su rendimiento fotosintético, mejorar la calidad de los productos y disminuir las necesidades nutricionales de los cultivos. En cuanto a la ganadería, los animales transgénicos más valorados en la actualidad son los que producen compuestos de interés farmacológico. Se están utilizando mamíferos transgénicos que, a través de la leche, liberan proteínas humanas; hay técnicas abiertas para la obtención de órganos animales para trasplantes humanos.

La biorremediación consiste en utilizar microorganismos y plantas para eliminar contaminantes del medio, fundamentalmente del suelo y del agua. Si se aíslan sus genes para introducirlos en otras especies, podrían ayudar a eliminar vertidos tóxicos y mareas negras o tratar aguas residuales.

REPRODUCCIÓN ASISTIDA

A diferencia de la ingeniería genética, que implica la manipulación del ADN, en las técnicas de reproducción asistida solo se trabaja con gametos. Los tipos de técnicas utilizadas para la reproducción humana asistida son diferentes en función del problema que se debe tratar. Pueden ir desde una simple estimulación ovárica hasta inseminación artificial, fecundación in vitro, inyección intracitoplasmática de espermatozoides o transferencia de embriones donados.

INSEMINACIÓN ARTIFICIAL

La inseminación artificial consiste en la introducción médica del semen, previamente tratado, en el útero de la mujer. De esta manera, se intenta acortar la distancia que separa al óvulo y al espermatozoide y facilitar el encuentro entre ambos. Se recurre a la inseminación artificial cuando hay algún impedimento fisiológico para la fecundación. Como consecuencia de la estimulación ovárica a la que se somete la mujer, en esta técnica es bastante frecuente que se produzca un embarazo múltiple.

FECUNDACIÓN IN VITRO

La fecundación in vitro es una técnica de reproducción asistida en la que la unión del espermatozoide y del óvulo se realiza en el laboratorio. El preembrión resultante se deposita en el útero de la paciente; puede hacerse con óvulos propios o donados que, en cualquier caso, tienen que extraerse del cuerpo de la mujer. Una vez obtenidos y tratados, se procede a la unión del óvulo y el espermatozoide en un tubo de ensayo, donde se optimizan las condiciones necesarias para la fecundación. Los óvulos que logran ser fecundados forman el cigoto; al tercer día, se depositan en la cavidad uterina de la madre. Dos o tres días después, uno o más embriones se implantan en el endometrio para seguir su desarrollo con normalidad; en este caso, puede producirse un embarazo múltiple.

La inyección intracitoplasmática de espermatozoides es considerada una fecundación in vitro especial en la que el espermatozoide se inyecta en el citoplasma del ovocito con una microaguja.

Cuando los dos miembros de la pareja son estériles, se recurre a la transferencia de embriones donados, que consiste en introducir en la futura madre preembriones con una carga genética diferente a la de los padres.

LA CLONACIÓN Y LAS CÉLULAS MADRE

La clonación consiste en la obtención de copias genéticamente iguales. Se pueden clonar moléculas de ADN, células u organismos.

Las células madre son aquellas que tienen la capacidad de multiplicarse y la posibilidad de desarrollarse y diferenciarse, dando lugar a células especializadas. Por otra parte, actualmente pueden guardarse células madre de cordón umbilical para utilizar en caso de desarrollar enfermedades como la leucemia o los linfomas.

BIOÉTICA

La bioética es una disciplina basada en los valores y principios morales que analiza la conducta humana en el campo de las ciencias de la vida y la salud. Entre los asuntos que debe abordar la bioética destacan: trasplantes, eutanasia, enfermedades infecciosas, aborto, terapia génica, clonación humana...; su objetivo de estudio incluye el respeto a la vida, a la dignidad y a la libertad de las personas, el medio ambiente y la evitación del sufrimiento innecesario en personas y animales.