La biotecnología ha revolucionado la medicina: 5 hitos

La biotecnología es una disciplina enfocada en el uso de organismos vivos con fines técnicos. Esto incluye la producción de alimentos, medicinas, productos farmacéuticos y reciclaje. La palabra «biotecnología» fue usada por primera vez en 1919 por Karl Ereky, terrateniente húngaro y director de una cooperativa de ganado, para referirse al uso de organismos vivos en la producción de bienes de consumo.¹

La biotecnología se ha diversificado en diferentes campos, representados por diversos colores. La «biotecnología roja», por ejemplo, se enfoca en el desarrollo de medicamentos y servicios de salud. Por otro lado, la «biotecnología azul» se centra en la utilización de recursos marinos y costeros.²

Estos colores representan no solo las distintas aplicaciones de la biotecnología, sino también su diversidad y su vasto potencial.

La biotecnología moderna ha tenido un impacto significativo en la vida cotidiana y ha sido fundamental en el desarrollo de nuevos productos y tratamientos para diversas enfermedades y condiciones. A continuación, se presentan 5 aplicaciones de la biotecnología que han revolucionado el campo de la medicina.

1. Edición genética de microorganismos

Las bacterias son microorganismos que al igual que las células del cuerpo humano contienen material genético, el cual se utiliza para producir diversas sustancias como proteínas u hormonas.

La edición genética de microorganismos consiste en modificar el material genético de los microorganismos para que produzcan sustancias que normalmente no harían, esto con el objetivo de obtener, por ejemplo, hormonas idénticas a las humanas que en ciertas enfermedades no se producen adecuadamente o están ausentes.³

Este es el caso de las personas con diabetes, quienes no producen adecuadamente la hormona insulina. De esta manera, mediante ingeniería genética el gen que produce la insulina es transferido a las bacterias, haciendo que estás sean capaces de producir insulina idéntica a la humana e incluso hacer modificaciones a la hormona para que tenga mayor tiempo de acción en el cuerpo.³

Esta técnica revolucionó el tratamiento de múltiples enfermedades ya que las hormonas se obtenían de animales, lo que implicaba costos más elevados y altos índices de reacciones alérgicas.

En esta misma línea, se ha reconocido en los últimos años la estrecha relación que existe en las bacterias que habitan en el intestino, conocida como microbiota intestinal, con múltiples enfermedades, por lo que investigadores han modificado bacterias, que se administran como probióticos para mejorar el padecimiento de enfermedades gastrointestinales y relacionadas con el metabolismo de nutrientes.⁴

2. Diagnóstico molecular

La biotecnología ha sido una herramienta clave en la investigación de enfermedades genéticas y adquiridas, y el diagnóstico molecular ha permitido una mayor comprensión de las causas subyacentes de estas enfermedades. En lugar de simplemente tratar los síntomas, el diagnóstico molecular permite a los médicos identificar el origen de una enfermedad a nivel molecular y tratar de forma personalizada a los pacientes.⁵

En este sentido, los avances en la tecnología del diagnóstico molecular han logrado pruebas más rápidas y precisas para la detección de enfermedades. Por ejemplo, la tecnología de secuenciación del ADN ha permitido a los médicos identificar mutaciones específicas en los genes asociados con enfermedades hereditarias, como la enfermedad de Huntington y la fibrosis quística, dando oportunidad de realizar el diagnóstico incluso antes de presentar síntomas de la enfermedad.⁵

La tecnología de Reacción en Cadena de la Polimerasa (PCR) es otra técnica importante en el diagnóstico molecular, que amplifica pequeñas cantidades de ADN para su análisis. Esto apoya la detección temprana de enfermedades infecciosas como el COVID-19, el VIH y la hepatitis C, lo que a su vez ha permitido un tratamiento más temprano y efectivo.⁵

Además, la tecnología de diagnóstico molecular también ha contribuido en el desarrollo de terapias dirigidas, que se enfocan en los aspectos específicos de la biología molecular de una enfermedad. Los pacientes pueden ser seleccionados para tratamientos específicos según su perfil molecular, lo que mejora significativamente las posibilidades de éxito del tratamiento.⁵

3. Terapias biológicas

La terapia biológica, o biofármacos, han cambiado drásticamente el tratamiento de enfermedades crónicas importantes donde el sistema inmunológico se ve estrechamente relacionado. Estos compuestos son formulados a partir de sistemas vivos mediante la aplicación de metodologías biotecnológicas modernas. Dichos compuestos permiten una terapia dirigida a elementos específicos de diferentes células.⁶

A diferencia de los fármacos sintéticos, que están compuestos por moléculas pequeñas de estructura química conocida, los biofármacos son más grandes y complejos.⁶

Los biofármacos han sido considerados esenciales en el tratamiento de enfermedades crónicas como el cáncer, las enfermedades inflamatorias, autoinmunes, entre otras que conforme se avanza en el uso de estos fármacos se amplía el repertorio de enfermedades en donde se ha visto buenos resultados con su implementación.⁶

Dentro de los biofármacos, los anticuerpos monoclonales son de los más utilizados, estás son proteínas, muy similares a los anticuerpos que produce el sistema inmunológico cuando se encuentra enfermo para poder recuperarse. Estos biofármacos están diseñados para unirse a moléculas específicas lo que permite al sistema inmunológico reconocerlas y destruirlas, permitiendo una medicina de precisión.⁶

Es posible que se desarrollen nuevas terapias biológicas en el futuro, lo que generaría un flujo continuo de nuevos productos. La creciente tendencia en el número de publicaciones científicas y tecnológicas relacionadas con estos tratamientos, contribuye a que estas terapias estén disponibles para un mayor número de personas.⁶

4. Terapia genética

La edición de genes como terapia médica ha tenido un gran avance en los últimos años gracias a nuevas técnicas de biotecnología, logrando un tratamiento de enfermedades mediante la corrección de alteraciones en el material genético, esto con una gran precisión y eficiencia.⁷

Las nuevas técnicas de edición genética permiten agregar, modificar o eliminar partes específicas del material genético que causan enfermedades, llevando los componentes necesarios a las células del cuerpo mediante partículas o microorganismos modificados. Estos microorganismos, en lugar de añadir material infeccioso a las células, insertan la maquinaria necesaria para editar los genes deseados.⁷

Esta terapia se aprobó por primera vez en el año 2017, por el principal organismo regulatorio de fármacos en Estados Unidos: la FDA, específicamente para el tratamiento de leucemia linfoblástica aguda, un tipo de cáncer infantil en la sangre. Desde esa fecha se han aprobado terapias para otras enfermedades como VIH, amiloidosis e incluso para el tratamiento de la infección por SARS-CoV-2, misma que promete ser útil para muchas enfermedades genéticas que en la actualidad no cuentan con un tratamiento.⁷

5. Ingeniería de tejidos y medicina regenerativa

La ingeniería de tejidos y la medicina regenerativa son campos de la ciencia que se enfocan en la creación de tejidos y órganos artificiales que puedan reemplazar o reparar los dañados o enfermos del cuerpo humano.⁸

En el caso de la ingeniería de tejidos se utilizan materiales especiales que por medio de la impresión 3D crean estructuras que combinadas con células creadas en laboratorio, son capaces de formar tejidos y órganos funcionales.⁸

Por otro lado, la medicina regenerativa se enfoca en la autocuración del cuerpo mediante el uso de materiales biológicos para recrear células y reconstruir tejidos y órganos.⁸

Actualmente, la FDA ha aprobado el uso de piel y cartílagos artificiales. Sin embargo, estas técnicas prometen una aplicación más amplia en el futuro, por ejemplo, la construcción de órganos completos como los riñones, el hígado y el corazón. Esto podría proporcionar una alternativa valiosa para tratar afecciones que actualmente requieren la donación de órganos.⁸

Conclusión

La biotecnología moderna ha proporcionado nuevos enfoques, técnicas y soluciones a enfermedades que hace algunas décadas no tenían forma de tratar. La comunidad científica está de acuerdo con lo revolucionario que ha sido la biotecnología, otorgando los siguientes premios Nobel:⁹

• 1978 – Werner Arber por sus descubrimientos útiles para la edición genética.
• 1984 – César Milstein, Georges Köhler y Niels Jerne por el descubrimiento del principio de producción de anticuerpos monoclonales.
• 1993 – Kary Mullis por crear el método de diagnóstico molecular PCR.
• 2012- John Gurdon y Shinya Yamanaka por su descubrimiento en el que lograron transformar células del cuerpo en células capaces de desarrollarse en diferentes tipos de células específicas de diferentes órganos.
• 2020 – Emmanuelle Charpentier y Jennifer Doudna por desarrollar un método de edición genética.

Es importante resaltar que el Premio Nobel es un reconocimiento a las investigaciones y contribuciones que han tenido un impacto significativo en la humanidad. La biotecnología ha sido fundamental en avances de la medicina, permitiendo el desarrollo de técnicas innovadoras que se han traducido en beneficios notables para la salud pública, haciendo posible también la creación de nuevos tratamientos para enfermedades antes incurables y mejorando la calidad de vida de los pacientes.

Sin duda, la biotecnología es un campo en constante evolución que promete seguir aportando soluciones innovadoras para los desafíos de la salud humana.

Referencias

1. Steiner U. Biotechnology. Fachenglisch für BioTAs und BTAs. 2020 Jul 7;1–80.
2. De la Vega I, Requena J, Fernández-Gómez R. The colors of biotechnology in Venezuela: A bibliometric analysis. Technology in Society. 2015 Aug 1;42:123–34.
3. Tripathi NK, Shrivastava A. Recent Developments in Bioprocessing of Recombinant Proteins: Expression Hosts and Process Development. Frontiers in Bioengineering and Biotechnology. 2019;7.
4. Ma J, Lyu Y, Liu X, Jia X, Cui F, Wu X, et al. Engineered probiotics. Microbial Cell Factories. 2022 Apr 27;21(1):72.
5. Buckingham L. Molecular diagnostics: Fundamentals, methods, and clinical applications. 3rd ed. Philadelphia, PA: F.A. Davis Company; 2019.
6. Santos-Neto JF, Oliveira FO, Hodel KVS, Fonseca LMS, Badaró R, Machado BAS. Technological Advancements in Monoclonal Antibodies. The Scientific World Journal. 2021 Feb 11;2021:6663708.
7. Li T, Yang Y, Qi H, Cui W, Zhang L, Fu X, et al. CRISPR/Cas9 therapeutics: progress and prospects. Signal Transduction and Targeted Therapy. 2023 Jan 16;8(1):36.
8. National Institute of Biomedical Imaging and Bioengineering (NIBIB). Tissue Engineering and Regenerative Medicine [Internet]. [Consultado el 02 de mayo del 2023]. Disponible en: https://www.nibib.nih.gov/science-education/science-topics/tissue-engineering-and-regenerative-medicine
9. The Nobel Prize. All Nobel Prizes [Internet]. [Consultado el 02 de mayo del 2023]. Disponible en: https://www.nobelprize.org/prizes/lists/all-nobel-prizes/