Un vistazo a las investigaciones a través del tiempo: desde un punto de vista biotecnológica

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La visión de la biotecnología en la investigación está enfocada en la transferencia e innovación de los recursos naturales renovables para contribuir de manera eficaz, eficiente e innovadora al desarrollo científico, económico y social a nivel global. Es por esto que sus técnicas y herramientas son tan necesarias en la investigación y se ven en la mayoría de los procesos industriales  

La biotecnología tradicional está presente en procesos industriales como lo es la producción de vino. Su historia tal y como la conocemos ha transcurrido paralela a la historia de la humanidad. Sin embargo, fue del siglo diecisiete al dieciocho que ocurre el perfeccionamiento de las técnicas de vinificación.

 La fermentación es un proceso que se da mediante la utilización de organismos unicelulares que obtienen energía en ausencia de oxígeno, y bajo condiciones óptimas llevan a cabo el proceso fermentativo.  En la actualidad, esta se compone de una secuencia de técnicas que involucran procesos físicos (como la molienda y prensado) de la materia prima y biológicos (como la fermentación, estabilización y embotellamiento o conservación) por medio de procesos industrializados. No obstante, en el contexto comercial, la competitividad por obtener una buena calidad y sabor, además de poder satisfacer la demanda de los productos, conlleva la introducción de nuevas técnicas para mejorar los procesos de vinificación.   Es aquí donde la biotecnología entra en juego. Las innovaciones en levadura, bacterias y enzimas posibilitan mejorar la calidad sostenida en el tiempo y responder a las crecientes exigencias en la industria.

Entre las oportunidades que tiene la biotecnología en esta industria podemos resumir en cómo la misma permite resolver tres tipos de problemas técnicos en los procesos de vinificación. Primeramente, la selección de levaduras y bacterias lácticas. De estas depende la calidad y la consistencia del vino ya que son las responsables de transformar los azúcares del mosto en etanol en la primera fermentación. La segunda fermentación se lleva a cabo a partir del uso de bacterias lácticas. Por estos motivos, aunque estos organismos se encuentran en el medio ambiente, la utilización de levaduras y bacterias comerciales garantizan una mejor calidad. Además, el mejoramiento de la eficiencia del proceso a partir del desarrollo de enzimas.  La Investigación y Desarrollo en esta área se enfoca en buscar técnicas que permitan reducir los tiempos de producción de un producto, al mismo tiempo en que logran mejorar las características del mismo. La selección de una enzima adecuada permite aumentar la rapidez de los procesos de fermentación, mientras asegura su sabor, color y aroma. Finalmente, tenemos el desarrollo de biocontroladores. Estos evitan la formación de compuestos tóxicos que crean defectos en el vino. Estos tienen la capacidad de inhibir microorganismos específicos en el mosto del vino que generan defectos en el gusto y sabor del mismo del mismo.

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La biotecnología también le ha dado paso a investigaciones innovadoras.  Un ejemplo de esto son los xenotrasplantes.  Estos se han contemplado a través de la historia.  Uno de los primeros avistamientos del tema, surgió en 1150 cuando el profesor Cofón redactó un manual de anatomía, llamado Anatomía Porci donde explica el paralelismo anatómico del cerdo y el humano.  Eventualmente los xenotrasplantes comenzaron a utilizarse con fines científicos e investigativos.  Uno de los casos más sobresalientes fue el de “Baby Fae”en 1984. Una niña de 12 días de nacida recibió un trasplante de corazón de babuino y 20 días después pereció.  Debido a los riesgos que los xenotrasplantes conllevan, fueron prohibidos.  Sin embargo, se ha continuado investigando el tema, con el fin de hacer realidad los xenotrasplantes seguros y exitosos.  En 2012 la Dra. Jennifer Doudna demostró la capacidad de edición genómica del sistema CRISPR-Cas9 lo que significó un paso importante para la modificación genética y a su vez para la idea de xenotransplantación. 

Actualmente, se han desarrollado otras investigación en xenotrasplantes como la cerdo-humano dirigida por George Church.  Su investigación se basa en la modificación genética de embriones de cerdos, utilizando el sistema CRISPR-Cas9.  Este sistema es utilizado para eliminar los retrovirus endógenos porcino (PERV) y modificar los genes relacionados al sistema inmunológico. En conclusión los  xenotrasplantes representan una oportunidad increíble para superar la gran demanda de trasplantes de órganos que existe hoy día. 

Relacionado a la medicina, una de las investigaciones biotecnológicas más importantes en la historia, se llevó a cabo en el 1921 por Frederick Banting y Charles Best donde se hace descubrimiento de la insulina. En este se hacía la remoción del páncreas en un perro y se observó que a falta de este, el perro presentaba los síntomas que hoy reconocemos como los de la diabetes. A raíz de eso, Banting y Best tomaron el páncreas, lo molieron y el extracto que quedaba, lo inyectaron en el perro que rápidamente comenzó a tener una mejoría. A ese extracto, le llamaron isletin. No fue hasta un año más tarde, que se probó este nuevo descubrimiento en un joven diabético de 14 años que estaba al borde de la muerte por la enfermedad y logró mostrar mejorías.

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Desde la década de los 70’s se lleva haciendo investigación sobre organismos genéticamente modificados (OGMs), pero no fue hasta el 1980 que se otorgó la primera patente para ellos, y para el 1994 se generó el primer maíz genéticamente modificado. La investigación de OGMs se concentra en generar cosechas resistentes a plagas, aumentar el valor nutricional de los alimentos y mejorar el rendimiento de las cosechas. El tópico de OGMs es uno bien controversial, y por eso, se está llevando a cabo investigaciones sobre el impacto socio-cultural de los OGMs.

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La década de los 1990s se conoce como el “Jurassic Park Phase” ya que se vio mucha investigación en el estudio del material genético antiguo (fósiles) luego del estreno de la película. En adición, para el 1993, año en el que estrenó Jurassic Park, se publicó un artículo en Nature sobre la secuenciación del ADN de un escarabajo con más de 125 millones de años de antigüedad, el primero de este tipo de investigación. 

A principios del Siglo XX se desarrollaron estudios experimentales en animales donde se vio que al removerles las glándulas suprarrenales, desarrollaban una enfermedad parecida a la Enfermedad de Addison y que al administrarles extracto de la corteza suprarrenal presentaban mejoras. Así que en 1934, Edward Kendall y su grupo de investigación de la Clínica de Mayo en Rochester, Estados Unidos, lograron preparar a partir de un extracto de corteza suprarrenal un compuesto que creyeron que era cortina pura porque formaba cristales compuestos de 30 sustancias. A medida que purificaba estos compuestos los denominaba A, B, C, D, y el F. Por consiguiente, en 1944, decidieron comenzar a estudiar y fabricar artificialmente en detalle el compuesto A. Se administró este compuesto A fabricado a un paciente con enfermedad de Addison y fue muy decepcionante ver que no había prácticamente ningún efecto. Kendall decidió entonces fabricar el compuesto E artificialmente en grandes cantidades. En 1947, la fábrica  Merck & Co. logró fabricar E, partiendo de A.  Este compuesto E, a diferencia del A, alivió profundamente a un paciente con enfermedad de Addison, y también a pacientes con artritis reumatoidea. A este compuesto E decidió llamarlo Cortisona ya que se derivan de la corteza suprarrenal.