Biotecnologia roja (biotecnologia en salud)




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fecha de publicación19.02.2016
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BIOTECNOLOGIA ROJA (BIOTECNOLOGIA EN SALUD)

De todas las posibles aplicaciones de la biotecnología, la roja es una de las que más causa impacto en nuestra manera de vivir. La biotecnología roja comprende distintos ámbitos de actuación como el terapéutico, diagnóstico, salud animal e investigación biomédica, y también se puede incluir en esta categoría la biotecnología aplicada al desarrollo de alimentos funcionales y nutracéuticos.

Los medicamentos de origen biotecnológico aparecieron con los antibióticos en 1928 y la insulina recombinante en 1983, y ahora representan más de 100 moléculas diferentes indicadas para tratar más de 200 enfermedades como la artritis, el cáncer, la fibrosis quística entre otros. Después de la insulina han venido la hormona del crecimiento, el factor IX de coagulación, la eritropoyetina (EPO), el interferón y los medicamentos del siglo XXI como los anticuerpos monoclonales, la proteína de fusión Fc p75 del receptor factor de necrosis tumoral humano y las vacunas contra el cáncer de cérvix. Además de todo este nuevo arsenal de medicamentos debemos incorporar los avances del sector diagnóstico, donde los anticuerpos monoclonales, la PCR y el desarrollo de la secuenciación del ADN nos acercan cada vez a la medicina personalizada.

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La biotecnología puede dar respuesta a las necesidades que plantea el bienestar futuro de la humanidad, que está ligado a la capacidad de nuestro planeta para seguir proporcionando aire puro y agua potable, suelos productivos, herramientas para el diagnóstico y el tratamiento de enfermedades prevalentes y energía para las actividades humanas. En estos aspectos la biotecnología ya está empezando a dar respuesta. Según el informe de Price Waterhouse Coopers sobre la inversión en Estados Unidos durante el tercer trimestre de 2009, la biotecnología (con el 18,82% de las inversiones) y las tecnologías médicas (con el 12,82%) ocupaban el primer y el cuarto puesto, respectivamente, de los sectores elegidos por el capital riesgo en esta época de postcrisis. Entre las dos se sitúan los sectores de la energía y de las tecnologías de la información. La aportación de la biotecnología es clave para el desarrollo de la industria y para el progreso. La Europa que se plantea ser competitiva ante EE.UU., con suficiente masa crítica para competir en el campo de la economía del conocimiento, ha decidido apostar por las ciencias de la vida como motor de la nueva economía.

La Biotecnología roja (Biotecnología en salud) comprende las aplicaciones terapéuticas, diagnósticas, de salud animal y de investigación biomédica de la biotecnología. Las siguientes se consideran las principales áreas de aplicación:

  1. Diagnóstico molecular y biosensores: Se basa en la detección de marcadores moleculares, sensibles y específicos, presentes en los seres vivos como indicadores de alguna característica del estado fisiológico del cuerpo (patologías y enfermedades, estados de estrés celular entre otros), que permiten un diagnóstico precoz, comprobación del estado de la enfermedad e incluso la elección del mejor tratamiento. Entre los marcadores presentes se encuentran marcadores genéticos (variedades genéticas que predisponen a ciertas enfermedades, como el cáncer), proteínicos (enzimas que silencian genes o están defectuosos…) o moleculares (productos secundarios del metabolismo…). Utiliza entre otros, la tecnología de microarreglos, tanto de genes como de proteínas, técnicas inmunohistoquímicas y tecnología del DNA recombinante. Hace parte de esta área la llamada “medicina personalizada”, donde se administra el fármaco adecuado, con la concentración y lugar precisos, gracias al estudio genético, proteínico e histológico del paciente.

  2. Terapia génica: Se basa en la modificación del material genético de las células (sólo en la línea somática y no la germinal, totalmente prohibida en la legislación), para aumentar, sustituir, disminuir o silenciar la expresión de ciertos genes y sus respectivas proteínas resultantes, con el fin de curar alguna enfermedad o característica fisiológica no deseada.

  3. Nuevas dianas terapéuticas, nuevos fármacos y nuevas vacunas: De la mano de otras áreas de la biotecnología se han podido descubrir nuevos fármacos (a partir de librerías naturales del mundo marino, microbiano, de plantas o animales) que tienen capacidad terapéutica en dianas de enfermedades ya conocidas o nuevos (receptores de membrana, enzimas o los propios genes). De la misma forma, se están descubriendo nuevas vacunas más eficaces para todo tipo de enfermedades, como las llamadas vacunas recombinantes, que utilizan sólo las partes que confieren inmunidad al cuerpo sin tener que utilizar el patógeno en su totalidad.

  4. Nuevos sistemas de administración de fármacos y vacunas: Gracias a la implantación de la nanotecnología y al avance de la química, se dispone de nuevas y prometedoras formas de administrar fármacos y vacunas. Por ejemplo, la administración controlada de fármacos, que sólo se liberan ante unas circunstancias muy determinadas, a la concentración adecuada y sólo en la zona afectada.

  5. Biomiméticos

  6. Farmacogenética: medicina personalizada. Consiste en el estudio de la distribución y evolución de la variabilidad genética entre los individuos de una o varias poblaciones, lo que hace que respondan, junto con las variables ambientales, de forma diferente a las enfermedades y a las distintas terapias. De esta forma se puede obtener valiosa información sobre las distintas variables genéticas y su relación con las enfermedades y con la respuesta a sus distintas terapias (para así conseguir una “medicina personalizada”).

  7. Alimentos funcionales y nutracéuticos. Son aquellos alimentos que producen un efecto benéfico comprobado en la salud. La definición oficial más ampliamente aceptada es la del ILSI (International Life Sciences Institute): “Un alimento funcional es aquél que contiene un componente, nutriente o no nutriente, con efecto selectivo sobre una o varias funciones del organismo, con un efecto añadido por encima de su valor nutricional y que sus efectos positivos justifican que pueda reivindicarse sus características funcionales o incluso saludables”. La nutracéutica es un término relativamente nuevo que se utiliza para definir todos aquellos compuestos o sustancias naturales que tienen acción terapéutica. Es decir, se trata de una fusión de la palabra nutrición con terapéutica.



  1. Diagnóstico molecular y biosensores:

a)   Nanobiotecnología. La Nanobiotecnología, convergencia entre la Nanotecnología y la Biotecnología, es la rama de la Nanotecnología que se perfila como la de mayor impacto en un futuro próximo debido a sus importantes aplicaciones, especialmente, diagnósticas y terapéuticas. La detección temprana de enfermedades (como el cáncer), su tratamiento precoz a nivel personalizado y el posterior seguimiento de su evolución serán posibles en los próximos años gracias a la aplicación de las herramientas nanobiotecnológicas que se están actualmente desarrollando (3). Comprende:

- Nanosistemas de diagnostico y tratamiento: El objetivo del Nanodiagnóstico es identificar la aparición de una enfermedad en sus primeros estadios a nivel celular o molecular e idealmente al nivel de una sólo célula, mediante la utilización de nanopartículas o nanodispositivos (nanobiosensores, biochips de ADN, laboratorios-en-un-chip, nanopinzas, nanosondas...). De esta forma se puede obtener una capacidad de respuesta más rápida para tratar las enfermedades y de reparar o recrecer tejidos y órganos humanos

  1. Ingeniería celular y de tejidos:

- Nanomedicina regenerativa. La nanomedicina Regenerativa es un área emergente que persigue la reparación o reemplazamiento de tejidos y órganos mediante la aplicación de métodos procedentes de terapia génica, terapia celular, dosificación de sustancias bioregenerativas e ingeniería tisular. La terapia génica se basa en utilizar células genéticamente modificadas, la celular en usar células madre y la liberación controlada de sustancias activas, citoquinas y factores de crecimiento propician la reconstrucción tisular. La ingeniera tisular intenta generar tejidos in vivo o in vitro para lo cual necesita materiales biocompatibles que mimetizen respuestas celulares específicas a nivel molecular. Gracias al desarrollo de las nanotecnologías los materiales tienen el potencial de interaccionar con componentes celulares, dirigir la proliferación y diferenciación celular y la producción y organización de la matriz extracelular. Entre los materiales que se están utilizando cabe destacar los nanotubos de carbono, nanopartículas como nanohidroxiapatita o nanozirconia, nanofibras de polímeros biodegradables, nanocomposites, etc....También se pueden utilizar superficies con nanoestructuración nanométrica que actúen como incubadoras de líneas celulares y que favorecen el proceso de diferenciación celular. Los nuevos materiales así obtenidos pueden mejorar la adhesión, duración y tiempo de vida.

3. Proteínas recombinantes y anticuerpos monoclonales. Proteínas recombinantes se refieren a proteínas producidas por organismos que originalmente no son producidas por el organismo huesped seleccionado. Los anticuerpos monoclonales son glicoproteínas especializadas que hacen parte del sistema inmune, producidas por las células B, con la capacidad de reconocer moléculas específicas (antígenos). Los anticuerpos monoclonales son herramientas esenciales en el ámbito clínico y biotecnológico, y han probado ser útiles en el diagnóstico y tratamiento de enfermedades infecciosas, inmunológicas y neoplá-sicas, así como también en el estudio de las interacciones patógeno-hospedero y la marcación, detección y cuantificación de diversas moléculas.

4. Terapia génica: En un sentido estricto, por Terapia Génica Humana se entiende la "administración deliberada de material genético en un paciente humano con la intención de corregir un defecto genético específico". Otra definición más amplia considera la Terapia Génica como "una técnica terapéutica mediante la cual se inserta un gen funcional en las células de un paciente humano para corregir un defecto genético o para dotar a las células de una nueva función".

5. Nuevas dianas terapéuticas, nuevos fármacos y nuevas vacunas:

6. Nuevos sistemas de administración de fármacos y vacunas:

- Liberación controlada de fármacos. Los fármacos necesitan ser protegidos durante su tránsito por el cuerpo hasta llegar al lugar afectado, tanto para mantener sus propiedades físico-químicas como para proteger a las otras partes del cuerpo por las que viaja de sus efectos adversos. Una vez que el fármaco llega a su destino, necesita liberarse a una velocidad apropiada para que sea efectivo. Este proceso no siempre es óptimo con los medicinas actuales por lo que la Nanomedicina está ofreciendo métodos para mejorar tanto las características de difusión del fármaco como las de degradación del material encapsulante, permitiendo que el fármaco se transporte de forma mucho más eficaz y que su liberación sea igualmente más controlada. Con las nuevas tecnologías se podría suministrar dosis más bajas al paciente para conseguir los mismos efectos, al mejorarse la termoestabilidad, el tiempo de vida y la protección de estos medicamentos frente a los tradicionales. La formulación de fármacos en forma nanoestructurada aumenta su solubilidad y eficacia por lo que ya existen en el mercado más de 100 fármacos de este tipo y muchos otros están en desarrollo. Además esto tipo de formulación permite utilizar rutas de administración más efectivas (oral, trascutánea y pulmonar) y alcanzar localizaciones en el cuerpo que tradicionalmente han sido difíciles, como el cerebro.

7. Genética de poblaciones y farmacogenética: La farmacogenética es la ciencia que permite identificar las bases genéticas de las diferencias interindividuales en la respuesta a fármacos.

8. Alimentos funcionales y nutracéuticos.

Alimentos funcionales son aquellos alimentos que son elaborados no sólo por sus características nutricionales sino también para cumplir una función específica como puede ser el mejorar la salud y reducir el riesgo de contraer enfermedades.

La nutracéutica es un término relativamente nuevo que se utiliza para definir todos aquellos compuestos o sustancias naturales que tienen acción terapéutica. Es decir, se trata de una fusión de la palabra nutrición con terapéutica.

  1. Ingeniería celular y de tejidos: Se basa en la producción de células y tejidos que sustituyan a aquellos que están degradados, se han extirpado o han perdido su función, por lo que se considera también medicina regenerativa. Para ello utilizan el conocimiento de la ingeniería, cultivos celulares, células madre, y la producción de biomiméticos.

  2. Proteínas recombinantes y anticuerpos monoclonales: Se basa en la modificación genética de microorganismos y organismos superiores con el fin de producir proteínas que originalmente no producían, con las modificaciones postrasduccionales requeridas en la proteína original. tecnicas



  1. Informe Biocat sobre el estado de la Biotecnología, la biomedicina y las tecnologías médicas en Cataluña. (2009)

  2. http://observatorio.bioemprende.eu

  3. Laura M. Lechuga, Carlos Martínez-Alonso. Nanobiotecnología: Avances Diagnósticos y Terapéuticos. NANOCIENCIA Y NANOTECNOLOGÍA II Número 35, marzo- abril 2006


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