La biotecnología está basada en el uso de organismos, partes o sistemas derivados para generar, mejorar o alterar, productos o procesos de interés. Pero, ¿cuáles son sus aplicaciones más destacadas? ¿Por qué puede resultarnos tan útil? ¿Qué hay detrás de la palabra biotecnología y su historia?

Definición

Según el convenio sobre la diversidad biológica, en 1992, la biotecnología es definida como “toda aplicación tecnológica que utilice sistemas biológicos y organismos vivos, o sus derivados, para la creación o modificación de productos o procesos para usos específicos“.

De manera más coloquial, podríamos decir que la biotecnología permite crear o mejorar, utilizando para ello organismos vivos (plantas, animales, bacterias, hongos…), o bien, cualquier sistema biológico derivado de los mismos. ¿Un ejemplo de esto último? El famoso CRISPR-CAS 9, sistema inmune de las bacterias y que nosotros utilizamos para modificar genéticamente a nuestro antojo.

Tal y como os la presento, la biotecnología puede sonar como algo moderno o de última generación, pero no es así, ya que lleva existiendo cientos y miles de años. Lo único que sí es relativamente reciente es el término que le da nombre, acuñado a finales de la década de 1910 por el ingeniero agrónomo Karl Ereky.

Tipos de biotecnología

Es en este punto cuando podemos dividir la biotecnología en dos: la tradicional y la moderna, o incluso en tres, si hablamos de generaciones. ¿Por qué? Porque los humanos llevamos haciendo uso de esta metodología desde que existe la cerveza, el vino, el pan o el yogur, lo único que no éramos conscientes de ello.

Dentro de la biotecnología tradicional o de primera generación podemos englobar, por tanto, la fabricación de todo aquel alimento en cuya producción se necesite una fermentación, y que por consiguiente, necesite de algún microrganismo que la lleve a cabo. La fermentación no es más que un proceso metabólico que al igual que la respiración celular busca generar energía para desarrollar las funciones vitales de algunos organismos. Lo único que la diferencia de la respiración es que no se requiere oxígeno y que la producción energética es drásticamente menor. Para poner un ejemplo más visual de este proceso: para fabricar cerveza se necesita que una serie de levaduras, un tipo de microorganismos, fermente una mezcla de agua, lúpulo y cebada para generar la sustancia que llamamos cerveza.

A continuación, surge la biotecnología de segunda generación que comienza a experimentar con los microorganismos a base de mutaciones y posteriores selecciones. ¿A que nos referimos con ello? A alterar aleatoriamente los genes de un organismo, y después seleccionar los más adecuados para nuestro propósito. Es así como se empiezan a sintetizar, a nivel industrial, los primeros antibióticos, o a aislar las primeras enzimas, esas proteínas capaces de acelerar el transcurso de ciertas reacciones.

¿A qué nos referimos con biotecnología moderna o de tercera generación? A esa que surge en los años 80 de la mano de la ingeniería genética (manipulación genética de un organismo). Se podría definir, por tanto, como la utilización de organismos vivos o sus derivados, manipulando de forma dirigida, si es necesario, su material genético, para generar algo de interés.

Los “colores” de la biotecnología

La única diferencia entre las etapas de la biotecnología es que antes se usaban organismos sin apenas saber qué eran, y hoy se conoce al detalle cómo son y cómo pueden ser manipulados en nuestro beneficio. ¿Un ejemplo de biotecnología moderna? Utilizar bacterias alteradas genéticamente para que produzcan insulina humana que resulte útil para el tratamiento de los diabéticos. ¿Otro ejemplo? Modificar genéticamente un cultivo vegetal para que sea más resistente a plagas o condiciones climáticas adversas.

Y es justo ahora cuando me gustaría hablaros de los colores de la biotecnología, un sistema que permite ordenar, de manera sencilla, las diferentes aplicaciones de esta sorprendente ciencia.

Biotecnología verde

En primer lugar encontramos a la BIOTECNOLOGÍA VERDE, todo aquella aplicación de la misma, destinada a un uso agrícola o agronómico.  Quizás, lo primero que os venga a la cabeza sean los alimentos transgénicos, y efectivamente estarían incluidos en esta rama.

Y haremos un paréntesis para aclarar un aspecto un tanto confuso. Un alimento transgénico es aquel al que se le han añadido uno o varios genes propios de otra especie: un tomate con genes de una lechuga. Un alimento modificado genéticamente (OMG u OGM) es aquel cuyos genes solo se han alterado, ya sea reparado, modificado o eliminado, pero sin adición de nada exógeno. Ambas definiciones son extrapolables a cualquier organismo o unidad con información genética que modificar: células, tejidos, organismos… Por ejemplo: las bacterias productoras de insulina son bacterias transgénicas puesto que se les ha adicionado un gen humano, el productor de esta hormona.

Pero además de los transgénicos, la biotecnología verde va mucho más allá ya que permite crear biopesticidas y bioinsecticidas, biodegradables, mucho más respetuosos con el medio ambiente y más seguros para los humanos. Un claro ejemplo son los insecticidas BT fabricados a partir de las toxinas de una especie bacteriana típica del suelo.

Y no olvidarnos de cualquier cultivo modificado con una finalidad concreta: cambiar el color de las flores, el aroma de las mismas, o bien su resistencia a la sequía o las bajas temperaturas.

Puede que a alguno se le venga también a la mente el arroz dorado, una variedad mucho más rica en pro-vitamina A y destinada a solucionar el déficit de esta vitamina en los países más pobres. ¿Cómo se consiguió? Insertando a una planta de arroz dos genes, uno bacteriano y otro vegetal, para que la propia planta, ahora transgénica, fuera capaz de sintetizar el precursor de la vitamina.

¿La última novedad de la biotecnología verde? Utilizar plantas de arroz transgénicas para producir, a gran escala, tres proteínas capaces de prevenir el contagio del SIDA.

Biotecnología roja

Y esto nos lleva al siguiente color, la BIOTECNOLOGÍA ROJA, en la cual el avance anterior podría ser también incluido. Esta rama se aplica a procesos médicos o biomédicos. El ejemplo mencionado anteriormente sobre la producción de insulina a partir de bacterias, encajaría perfectamente en esta rama biotecnológica.

¿Qué más podríamos incluir? Los antibióticos naturales, aquellos para cuya producción se requieren cultivos de bacterias u hongos. Estos microorganismos se encargan de fabricarlos y liberarlos al medio, del cual nosotros, solo debemos aislarlos y purificarlos.

Diferentes tipos de vacunas podrían englobarse también dentro de esta categoría. ¿Cuál es la mejor manera de generar inmunidad contra un virus o una bacteria maligna? Enfrentar al cuerpo contra dicho patógeno de una forma controlada. De esta manera, nuestro sistema inmune genera memoria y si posteriormente, entra en contacto con el patógeno real, será capaz de hacerle frente.

Es por ello que gran parte de las vacunas están fabricadas con los propios microorganismos contra los que se quiere inmunizar. Desde los tipos más clásicos: vacunas vivas atenuadas, que utilizan el patógeno debilitado; a las vacunas inactivadas, que usan el microrganismo, pero totalmente muerto; o las de subunidades que solo contienen partes de él; hasta los más modernos. ¿Por ejemplo? Las vacunas que solo poseen el DNA del patógeno; o las de proteínas, para cuya producción se requieren plantas o microorganismos que generen una proteína característica del microrganismo maligno, y que servirá de vacuna.

Y por si fuera poco, en la biotecnología roja podríamos incluir también aquellos procesos o tratamientos médicos que se basan en organismos vivos o en sus sistemas. Estamos hablando de la terapia celular, que utiliza células como herramienta terapéutica; o la terapia génica que utiliza genes con la misma finalidad. Un claro ejemplo de terapia celular sería utilizar células madre para regenerar tejidos dañados. En el caso de la terapia génica, podríamos mencionar la adición correcta del gen de la hemoglobina a las células encargadas de generar los glóbulos rojos, en pacientes con algunos tipos de anemia.

Y no continuaremos sin mencionar al ya famosísimo CRISPR-CAS 9, la defensa de muchas bacterias y que nosotros hemos sido capaces de utilizar para editar genes específicos de manera muy precisa. Ojo, pero no solo con finalidad médica, si no para cualquier necesidad que requiera hacer dichas modificaciones de forma tan controlada.

Biotecnología blanca

Pasemos ahora a la BIOTECNOLOGÍA BLANCA, aquella aplicada a los procesos industriales. En este grupo puede que lo primero que se nos venga a la mente sean los biocombustibles, aquellos combustibles producidos a partir de materiales biológicos, desde restos vegetales hasta grasas y aceites animales. Un claro ejemplo es el bioetanol, cuya producción parte de organismos, en este caso vegetales: remolacha, caña de azúcar, madera…, y para cuya trasformación se requiere que ciertas levaduras lleven a cabo una fermentación alcohólica. Tendríamos también el biodiesel, que pese a no requerir de una transformación realizada por microorganismos, se genera también a partir de material biológico.

¿Qué más? La producción de aditivos y conservantes alimenticios como el ácido cítrico, obtenido a partir de grandes cultivos de un hongo que lo sintetiza, y que lo libera al medio en el que es cultivado. O bien el uso de enzimas microbianas, desde las que permiten dar el tono desgastado a nuestros vaqueros, hasta las que se utilizan en los detergentes para eliminar manchas de nuestra ropa.

Otros colores

A parte de estos tres colores, los más comunes y desarrollados, contamos con otros dos todavía en crecimiento: la biotecnología azul y la biotecnología gris.

La biotecnología azul está destinada o aplicada a cualquier ambiente marino y/o acuático. Para que os hagáis una idea: el uso de especies marinas para generar compuestos como adhesivos o productos alimenticios (algas), entraría en esta rama biotecnológica. Pero también podríamos incluir la manipulación genética de especies marinas como el salmón, para que sean capaces de crecer a un ritmo superior al normal.

Por otro lado, la biotecnología gris sería la aplicación más medioambiental de esta ciencia. En esta rama incluiríamos la famosa biorremediación, la utilización de organismos vivos con capacidad de eliminar compuestos sumamente contaminantes como los metales pesados. La clonación, proceso algo polémico, y basado en obtener dos organismos, células o moléculas idénticas genéticamente, estaría también incluida en este color. Nos referimos, concretamente, a la clonación de especies en peligro de extinción.

Una ciencia muy antigua. Un futuro revolucionario

Como acabamos de comprobar, la biotecnología no es algo tan actual como parece, sino que se trata de un conjunto de metodologías que están presentes en nuestra sociedad desde que alguien descubrió que la leche se convertía en yogur de forma “espontanea”. Con el paso de los años y la ganancia de conocimiento, no solo hemos bautizado a esta ciencia como biotecnología, si no que hemos aprendido a manipular los organismos vivos, la herramienta de trabajo de cualquier biotecnólogo, para ser capaces de llegar un poco más lejos.

¿Cómo de inimaginable sonaba hace 50 años que una bacteria podía hacer la vida  un poco más fácil a un diabético? ¿O que seríamos capaces de crear una oveja, llamada Dolly, que fuera idéntica a su “madre”? ¿Te imaginas hasta dónde nos puede hacer llegar la biotecnología en un futuro no muy lejano?

 María Iranzo

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS:

Renneberg, Reinhard (2009). Biotecnología para principiantes.

Saigí, Francesc; López, Asunción (2004). Las ciencias de la vida y la biotecnología en la nueva sociedad del conocimiento. La base de la nueva economía. http://www.uoc.edu/dt/esp/saigi1104.pdf

www.mariairanzobiotec.com/biotecnologia/

http://www.fao.org/biotech/fao-statement-on-biotechnology/es/