La medicina regenerativa surgió debido a los nuevos conocimientos obtenidos sobre las células madre y su capacidad de transformarse en células de diferentes tejidos. Se apoya en los mismos factores intra e intercelulares que el organismo emplea para su reparación.

Para el avance de la medicina regenerativa se requirió y se sigue necesitando una integración multidisciplinaria donde especialidades como la biología molecular, la biología celular, inmunologíaa, ingeniería de tejidos o biomateriales ayuden a ésta para solucionar problemas cada vez más complejos de acuerdo con los nuevos conocimientos obtenidos y para ello es necesaria la formación de grupos cooperativos multidisciplinarios.

Ésta disciplina médica se sustenta en la terapia celular, usada desde hace más de 20 años, que mediante el uso de células pluripotenciales (embrionarias y adultas) permite la regeneración de células dañadas o tejidos destruidos y, con ello, la posibilidad de curación de enfermedades neurodegenerativas como el Parkinson, enfermedades cardiovasculares y la diabetes mellitus. Las células embrionarias tienen un mayor potencial de diferenciación que las células adultas aunque aún están en un periodo de investigación. In vivo se ha demostrado que tienen capacidad tumorogénica y por ahora no hay ningún ensayo clínico en humanos con este tipo de células. Por lo que, por el momento, se utilizan células madre adultas y dentro de estas las más usadas son las derivadas de la médula ósea.

Marcos Gonzalez Sánchez

Para explicar los inconvenientes de la biotecnología , estudiamos los riegos que produce tanto a la salud humana como al medio ambiente.

Dentro de los peligros ambientales encontramos el riesgo de polinización cruzada (el polen de los cultivos genéticamente se extiende a cultivos no genéticamente modificados en terrenos cercanos) . Este problema provoca trastornos en el ecosistema.

Por otro lado , los genes de cultivos genéticamente modificados producen toxinas insecticidas como el Bacillus Thuringiensis , generando poblaciones de insectos que actúan negativamente en los sembrados. 

En cuanto a la salud , la transferencia de genes  de una especie  otra puede producir reacciones alérgicas en las personas . Además ,si un virus se extiende en un laboratorio , causaría infecciones a la población. Por último , el consumo desmesurado de alimentos transgénicos , podría producir mutaciones en algunas células humanas.

https://www.bionetonline.org/Castellano/content/ff_cont2.htm

Cristina Sáenz Jiménez.

Dentro de los beneficios que ofrece la biotecnología encontramos la disminución del uso de pesticidas (cuando un organismo genéticamente modificado sufre cambios para tolerar una epidemia , ayuda a la reducción de los plaguicidas, disminuyendo por tanto daños ambientales y evitando riesgos para la salud), un mayor rendimiento (los organismos genéticamente modificados aumentan la productividad de cultivos, reduciendo así la recolección perdida a casusa de enfermedades , factores ambientales (como las tormentas) , la introducción de nuevos materiales para ser lo más eficaz posible , la optimización de la nutrición (si cultivamos en condiciones extremas , ayudaríamos a los países que no disponen de grandes cantidades de alimentos).

Por otro lado , gracias a la biotecnología, alimentos como el maíz y el algodón necesitan menos empleo de pesticidas.

Cristina Sáenz Jiménez.

Hasta hace unos años la biotecnología, era una rama especial de la biología, pero actualmente, existen estudios específicos en este campo. En el caso de España el plan de estudios abarca asignaturas como:

1. Genética: Es la parte de la biología que estudia las leyes de la herencia. Se remonta al descubrimiento de las leyes de mendel en 1865, posteriormente se descubrieron los genes, su localización en los cromosomas y las mutaciones genéticas. Al final de la segunda guerra mundial se asentaron las bases de la genética molecular al descubrir el papel del ADN, en los años siguientes se logró el acceso directo al gen, que se puede extraer y manipular.

2. Ingeniería química: Conjunto de conocimientos científicos y técnicos que tienen por objeto concebir y poner en funcionamiento el equipo en el que se efectúan reacciones químicas, así como optimizar la producción.

3. Fisiología animal y vegetal o fitobiología: Parte de la bilogía que estudia las funciones y las propiedades de los órganos y de los tejidos de los seres vivos. Los comienzos de esta fisiología datan de Lavoisier, quién demostró que la vida se manifiesta mediante la absorción de oxígeno y el desprendimiento de gas carbónico, por consiguiente es el resultado de una combustión. Posteriormente esta teoría fue evolucionando. 

4. Biología molecular: Disciplina científica dirigida a la interpreación racional de todas las propiedades de las estructuras moleculares de los seres vivos.

5. Virología: Parte de la microbiología que tiene por objeto el estudio de virus, que son microorganismos invisibles al microscopio óptico, que atraviesa los filtros porosos que no pueden atravesar las bacterias y que se distingue de éstas y de las demás células vivas por poseer solamente un tipo de ácido nucleico, pero no los dos simultaneamente. 

Pedro Orozco.

En medicina

LA OBTENCIÓN DE FÁRMACOS

 La biotecnología permite obtener numerosos fármacos en grandes cantidades, utilizando para ello fermentadores y microorganismos 

modificados genéticamente a los que se ha introducido un gen de interés (de esta forma se sintetiza la insulina, el interferón o la 

somatostatina); o usando animales transgénicos, a los que se les ha introducido el gen de la proteína terapéutica que se necesita.

LA GENERACIÓN DE MODELOS ANIMALES

 Animales clonados, con una elevada tasa de reproducción y una genética similar a la humana (actualmente, se dispone de esta información 

de “parentesco”, gracias al Proyecto Genoma Humano), pueden servir de modelo para el estudio de enfermedades cardiovasculares, del 

cáncer o de los procesos de envejecimiento.

LA TERAPIA GÉNICA

Consiste en el tratamiento de una enfermedad con base genética mediante la introducción de genes en el organismo. La técnica se lleva a 

cabo introduciendo genes correctos, para corregir el efecto producido por genes defectuosos.

Existen diferentes extrategias de la terapia génica

•      Ex vivo. Consiste en extraer las células del enfermo y cultivarlas. Posteriormente, se les inserta el gen normal y se reintroducen en el organismo. Actualmente, es la técnica más utilizada.

•      In vivo. Los genes se introducen por vía sanguínea unidos a vectores los cuales, son reconocidos por determinadas células, las células diana. Allí, transfieren la información genética deseada.

•      In situ. Se introducen los genes directamente en los tejidos.

Algunas de las consecuencias de la terapia génica

-      La integración del gen se produce al azar dentro del genoma, lo que puede dar lugar a la fragmentación de genes importantes

-      En las técnicas in situ y ex vivo los genes implantados no producen la suficiente cantidad de proteína y, además, las células portadoras terminan por morir y con ellas desaparece el efecto terapéutico.

EL TRASPLANTE DE ÓRGANOS

Es una de las aplicaciones más importantes de la biotecnología que consiste en la obtención de órganos para trasplantes procedentes de animales manipulados genéticamente con el fin de que no provoquen rechazo inmunológico. 

El aspecto más innovador y polémico de la biotecnología es la extracción de células madre de embriones humanos obtenidos mediante clonación de células del propio enfermo, método que evita la dependencia de una trasplante y el problema del rechazo (autotrasplante).

En la actualidad, dados los condicionantes políticos, religiosos, éticos y jurídicos que presentan los trabajos con este tipo de células madre, la investigación se está encaminando al uso de células madre procedentes de embriones desechados de fecundación in Vitro o del cordón umbilical, y de células madre adultas (multipotentes).

Medio ambiente

Entre las principales aplicaciones de la biotecnología a la protección del medio ambiente destacan:

LA BIORREMEDIACIÓN

Conjunto de procesos que eliminan la contaminación del medio aprovechando la actividad descomponedora de los microorganismos.

Como ejemplos: 

- La biodegradación de sustancias tóxicas, como los plaguicidas, que se vierten al medio y pueden ser eliminados por microorganismos que los utilizan como fuente de carbono.

- La depuración biológica de aguas residuales, que se realiza a partir de bacterias y algas

- El compostaje, que consiste en la fermentación por microorganismos de residuos sólidos orgánicos y de los fangos de las depuradoras para obtener un material rico en nitrógeno usado como abono en la agricultura.

PRODUCCIÓN DE PRODUCTOS BIODEGRADABLES

 Determinados microorganismos fabrican, como sustancias de reserva, polímeros biodegradables. Esta propiedad permite la producción industrial de bioplásticos, espumas de poliuretano y la acumulación de residuos plásticos.

RECUPERACIÓN DE ESPECIES EN PELIGRO DE EXTINCIÓN

Las técnicas de clonación han abierto un nuevo camino mediante el que hacer frente al problema de la extinción de especies y la pérdida de biodiversidad, y se han multiplicado los proyectos destinados a clonar especies amenazadas, e incluso, desaparecidas.

Isabel Bartrina Rodríguez.

Aquís os mostramos las numerosas aplicaciones que nos puede ofrecer la biotecnología, según diferentes ámbitos. A través de procedimientos de biotecnología tradicional se obtienen en la industria numerosas sustancias químicas. Estos procedimientos resultan más sencillos y económicos que la síntesis química.

En la industria alimentaria se obtienen con la ayuda de la biotecnología:

•       Edulcorantes, como fructosa; aditivos alimentarios, como el ácido málico; o potenciadores de sabor, como el glutamato sódico.

•       Microproteínas alimentarias de origen microbiano, como el polvo de espirulina, de interés dietético, la levadura seca que se utiliza como complemento de la dieta o proteínas extraídas de las algas, para la nutrición humana y animal.

•       Otros productos alimenticios producidos mediante fermentaciones son: el vino (a partir de mosto o zumo de uvas por medio de levaduras); el queso (a partir de la leche entera); y el vinagre (a partir de vino o alcohol destilado mediante bacterias aerobias del ácido acético)

En la industria química se obtienen con la ayuda de la biotecnología:

•       Distintos productos básicos. Como plásticos, disolventes, resinas, barnices o fibras.

•       Detergentes bioactivos. Que llevan como aditivos enzimas procedentes de bacterias basófilos y/o termófilas que eliminan manchas.

En la industria energética mediante biotecnología se obtienen biocombustibles, como:

•       Bioalcoholes. A partir de biomasa y con hongos del género Saccharomyces se pueden obterner alcoholes, que tiene gran interés energético.

•       Bioaceites. A partir de cultivos de plantas ricas en aceites vegetales, como el girasol, se pueden producir bioaceites utilizables como combustibles en motores diésel.

•       Biogás o gas natural. Los grandes depósitos de gas natural, han sido generados por la degradación mediante bacterias metanogénicas de restos orgánicos acumulados durante miles de años. Actualmente, la biotransformación de residuos urbanos, agrícolas o industriales genera una mezcla de gases que pueden ser utilizados como fuente de energía.

En la minería

La extracción de minerales por bioprocesado mediante la utilización de distintos organismos es una de las aplicaciones de mayor relevancia económica de la biotecnología. Por este sistema se está produciendo el 25% de todo el cobre mundial.

En la agricultura y la ganadería

El ser humano lleva produciendo mejoras en las especies agrícolas y ganaderas, por medio de la selección artificial. En la actualidad, las técnicas de ingeniería genética permiten la manipulación genética y tienen muchas aplicaciones.

Las nuevas técnicas han permitido crear organismos modificados genéticamente (OMG) que expresan características de interés agrícola y ganadero:

•       La mejora genética de plantas de interés agrícola mediante la inserción o inactivación de genes ha permitido obtener vegetales resistentes a plagas o a herbicidas, con frutos más grandes, o con retraso en la maduración.

•       La mejora genética de animales ha permitido aumentar el rendimiento y la calidad en la producción de carne, leche y otros productos de interés, la producción de especies resistentes a enfermedades y de crecimiento más rápido, y la utilización de animales transgénicos para la producción de vacunas y otros fármacos.

Irene Tostado Haro.

Dentro de la Biotecnología podemos encontrar la Ingenieria Biónica. Mientras que la biotecnología es mucho más amplia y supone la tecnología basada en la biología, la biónica consiste en la aplicación de soluciones biológicas concatenando sistemas biológicos y electrónicos. 

En este artículo vamos a hablar sobre las prótesis tanto biónicas como de la biotecnologia en el campo de la ortopedia.

Alejándonos un poco de la biotecnología, un dato a destacar, es que la primera prótesis del mundo, descubierta hasta ahora, data del 800 a.C, siendo esta una prótesis de madera y cuero que ayudaba a su dueño a caminar.

Gracias a los avances tecnológicos, surgieron las prótesis mioeléctricas, prótesis controladas por electrodos de contacto y señales procedentes de músculos, esto hace por ejemplo que podamos realizar el movimiento de pinza con una mano protésica. Este tipo de prótesis no permite realizar varios movimientos al mismo tiempo, es decir, no puedes mover el antebrazo mientras realizas el movimiento de pinza con los dedos, ni abrir la mano y flexionar el codo a la vez. Además estas prótesis precisan de un control visual, ya que no poseen un mecanismo de feedback.

Más allá, y mucho más complejas nos encontramos con las prótesis biónicas que se pretende que la orden para el manejo de las prótesis parta del cerebro y esta orden sirva para ejecutar el movimiento deseado como ocurre con los miembros no amputados. Este campo es tan complejo que esta iniciándose, aun no esta tan evolucionado y tiene pros y contras.

Un avance que ha sido determinante para comenzar esta línea de progreso, es la aplicación de la reinervación muscular,que consistente en utilizar los residuos nerviosos del paciente, para recuperar su función. Este método fué dirigido por el Doctor Kuiken.

PÁGINAS DE INTERÉS

Conferencia de ingenieria bionica, en Boston, USA (Inglés)

NOTICIAS

"Brazo protésico robótico de Luke"

"Monos se alimentan con protesis controladas por su pensamiento"

"Una mujer recibe un brazo biónico que le permite doblar el codo con la mente " 

"Mano biónica con sensibilidad y alta recición"

Bibliografía

https://rehabilitacionbasadaenlaevidencia.blogspot.com.es/

https://robotha.com/mioelectrica.htm

Pablo de Santiago López.

      En 1990, Paul Wymer define biotecnología como : “La aplicación de los principios de ciencia y de la ingeniería a los procesos de transformación de ciertas materias mediante agentes biológicos para obtener bienes y servicios”.  Existen numerosas definiciones de biotecnología, pero todas ellas la enfocan, no como una ciencia sino como una serie de técnicas que utilizan agentes biológicos y microorganismos.

      De esta definición podemos deducir tres características básicas de la biotecnología:

-          Es  un campo interdisciplinar.

-          Trabaja con seres vivos, sus componentes moleculares o sus funciones biológicas.

-          Algunos procesos biotecnológicos se llevan a cabo con enzimas.

    Su objetivo final es, por tanto, obtener un producto – alimenticio, farmacéutico, bioquímico, etc.- o un servicio – una terapia, la depuración de aguas …- que sean útiles a la humanidad y nos permitan obtener bienes y servicios.

1.1. Desarrollo histórico de la biotecnología

    Desde la Antigüedad, se han fabricado productos biotecnológicos, como vino, cerveza, pan, vinagre, queso..., aunque desconociendo que se originaban mediante fermentaciones debidas a la presencia de determinados microorganismos.

    No obstante, la biotecnología como ciencia surge a mediados del siglo XIX, a raíz de los descubrimientos de Pasteur relativos a las fermentaciones; y ha sido a partir de la segunda mitad del siglo XX, con el conocimiento de la base molecular de la herencia y el posterior desarrollo tecnológico de la genómica, cuando la biotecnología ha alcanzado su máximo nivel y ha abierto campos de investigación revolucionarios.

                Algunos hitos científicos que sentarían la base de la biotecnología contemporánea fueron: