Download La Cara y la Cruz de los nuevos fármacos producidos por ingeniería

INTRODUCCIÓN
La biotecnología es una ciencia de un enfoque
multidisciplinario que involucra a varias
disciplinas y ciencias (biología, bioquímica,
genética, virología, agronomía, ingeniería,
química, medicina y veterinaria entre otras).
Hay muchas definiciones para describir la
biotecnología, en términos generales
biotecnología es el uso de organismos vivos o
de compuestos obtenidos de organismos vivos
para obtener productos de valor para el hombre,
La biotecnología ha sido utilizada por el hombre
desde los comienzos de la historia en
actividades como la preparación del pan y de
bebidas alcohólicas o el mejoramiento de
cultivos y de animales doméstico.
OBJETIVOS
Objetivos Generales:
 Conocer la cara y la cruz de la
biotecnología, de los nuevos
fármacos producidos por la
ingeniería genética.
Objetivos Específicos.
 Determinar las ventajas de los
fármacos producidos por la
ingeniería genética.
 Determinar las desventajas de
los fármacos producidos por la
ingeniería genética.
MARCO TEÓRICO

Se ha observado que la
biotecnología no representa nada
nuevo, ya que tanto la utilización de
microrganismos en los procesos de
fermentación tradicionales, así
como las técnicas empíricas
de selección genética y de
hibridación, se han usado a lo largo
de toda la historia de la humanidad.

Esto ha llevado a distinguir entre la
biotecnología tradicional y la nueva
biotecnología. Equivocadamente se
tiende a asociar los procesos de
fermentación con la primera y la
ingeniería genética con la segunda.
Ingeniería Genética
La ingeniería genética es una
parte de la biotecnología que se
basa en la manipulación
genética de organismos con un
propósito predeterminado,
aprovechable por el hombre: se
trata de aislar el gen que
produce la sustancia e
introducirlo en otro ser vivo que
sea más sencillo de manipular.
Lo que se consigue es modificar
las características hereditarias
de un organismo de una forma
dirigida por el hombre,
alterando su material genético.
El proceso puede utilizarse ya
en bacterias y en células
eucariotas, vegetales o
animales.
Una vez adicionada o
modificada la carga
cromosómica, el organismo en
cuestión sintetiza la proteína
deseada y el aumento del
rendimiento de la producción
puede obtenerse mediante el
aumento en la población
portadora.
Las bases de la ingeniería
genética han consistido en
resolver el problema de la
localización e inserción de
genes y la multiplicación
redituable de las factorías
logradas.
Biotecnología en la Medicina
Biotecnología en la Medicina,
permitirán identificar los genes que
intervienen en las enfermedades con
más prevalencia y desarrollar
fármacos que compensen la actividad
de los genes alterados en cada
patología.
Son cuatro áreas de investigación
sobre salud humana en las que la
biotecnología tiene un mayor impacto
son las relativas a diagnóstico
molecular y pronóstico de
enfermedades; desarrollo de
fármacos; terapia celular e ingeniería
de tejidos y, por último, terapia génica
y vacunas génicas.
Biotecnología en fármacos
Los fármacos son aquellas sustancias
de interés clínico, es decir aquellas
usadas para la prevención, diagnóstico,
tratamiento, mitigación y cura de
enfermedades.
Los fármacos pueden ser sustancias
creadas por el hombre o producidas por
otros organismos y utilizadas por el
hombre. De esta forma, hormonas,
anticuerpos, interleucinas y vacunas son
considerados fármacos al ser
administrados en forma farmacéutica.
Es una sustancia biológicamente activa
se clasifica como fármaco, debe
administrarse al cuerpo de manera
exógena y con fines médicos.
Productos naturales
Alrededor del 60% de las moléculas de
pequeño tamaño aprobadas para su uso
terapéutico en los últimos veinte años son
productos naturales, o derivados de los
mismos. A pesar de esto, el interés de muchas
grandes compañías farmacéuticas por el
descubrimiento de fármacos a partir de
productos naturales comenzó a decaer en la
década de los ‘90 por razones prácticas.
En estos procesos, los extractos crudos se
sometían a los ensayos y, en caso de
evidencia de actividad, el extracto se
fraccionaba y el compuesto causante de esa
actividad se aislaba y caracterizaba mediante
un proceso lento, ineficiente y muy laborioso.
Química combinatoria
La química o síntesis combinatoria es
la producción simultánea de una
colección de moléculas.
El objetivo primario era la preparación
simultánea de todos los posibles
compuestos (principalmente
péptidos) de un determinado tamaño.
Actualmente, se tiende a preparar
colecciones menos numerosas, pero
de mayor calidad y relevancia, por
ejemplo, de unos 150 compuestos,
con una pureza superior al 95% y con
todos sus miembros caracterizados
estructuralmente.
TERAPIAS GÉNICAS
Terapia génica, inserción de un gen o genes en
las células para proporcionar un nuevo grupo de
instrucciones a dichas células. La inserción de
genes se utiliza para corregir un defecto genético
hereditario que origina una enfermedad, para
contrarrestar o corregir los efectos de una
mutación genética, o incluso para programar una
función o propiedad totalmente nueva de una
célula.
Los genes están compuestos de moléculas de
ácido desoxirribonucleico o ADN (véase Ácidos
nucleicos), y se localizan en los núcleos celulares.
Análisis de alto rendimiento
El Análisis de alto rendimiento o High Throughput
Screening (HTS), es un proceso en el que un elevado
número de compuestos se analiza mediante un ensayo
(denominado ensayo primario) que pone de manifiesto
su capacidad de interaccionar con una diana
farmacológica dada. Aquellos compuestos que resulten
activos en el ensayo primario serán sometidos a
posteriores estudios encaminados hacia su potencial
farmacológico para el tratamiento de la enfermedad de
interés. Con este tipo de técnica se pueden analizar
entre 100 mil y 2 millones de compuestos, de los que
sólo unos pocos podrán considerarse candidatos a
fármacos y avanzarán en las fases posteriores del
desarrollo farmacéutico.
Plantas Y Animales Que Producen
Fármacos:
Con el advenimiento de las técnicas de ingeniería genética
que permitieron obtener plantas y animales transgénicos
surgió también la posibilidad de utilizar a estos organismos
para la producción de proteínas recombinantes de interés
farmacológico. Así, los animales pueden producir estas
proteínas recombinantes en vez de hacerlo en birreactores o
fermentadores industriales utilizando bacterias. Así, en este
caso, el nuevo birreactor es un animal transgénico. La
estrategia de utilizar animales de granja (ovejas, vacas,
cerdos, cabras, gallinas, conejos, etc.) como fábricas de
productos farmacológicos recombinantes se denominó
“Granja farmacológica”.
Lo Que Se Viene: La Farmacogenómica
La farmacogenómica es el estudio de cómo la herencia
genética de una persona afecta a la respuesta de su
organismo a un fármaco. Esta disciplina tiene en cuenta
las características de las secuencias genómicas, mediante
una visión integradora que incluiría interacciones entre
dichos genes y tiene como objetivo crear fármacos a
medida para cada paciente y adaptados a sus condiciones
genéticas.
El medio ambiente, la dieta, estilo de vida y estado de
salud, todo ello puede influir sobre la respuesta de una
persona a un fármaco. Entender el funcionamiento
genético se cree será la "llave" para crear drogas
personalizadas con mayor eficacia y seguridad.
BIOTECNOLOGÍA Y LA INDUSTRIA
FARMACEÚTICA .
La industria farmacéutica incorporó la utilización de
microorganismos en los década de 1940. En los últimos
años está utilizando la tecnología del ADN recombinante e
ingeniería genética, lo que ha supuesto una revolución en
las perspectivas de la medicina. Los microorganismos se
utilizan para la obtención de un gran número de
sustancias, como por ejemplo:
 Producción de antibióticos
 Producción de vacunas (antígenos bacterianos y
víricos), sueros y anticuerpos monoclonales
 Producción de hormonas (insulina, del crecimiento,
esteroides)
 Producción de vitaminas, aminoácidos, enzimas,
factores de coagulación
PRODUCCIÓN DE ANTIBIÓTICOS.
El primer antibiótico aislado fue la penicilina. En 1929. Fleming,
descubrió casualmente al comprobar que un cultivo de
Staphylococcus aureus (bacteria) se contaminó por esporas de
Penicillum notatum (hongo) y que las colonias de bacterias
rodeadas por el hongo morían. Pensó que el hongo producía
alguna sustancia responsable de ese efecto sobre la bacteria.
La llamó penicilina.
Fue aislada once años más tarde. Su producción industrial
comenzó en los años 40, al final de la SGM. La penicilina así
obtenida se llamó penicilina G, pero se dejó de usar porque era
tóxica para el hombre. Fue sustituida por penicilinas
semisintéticas, menos tóxicas que la G. Para ello se añaden
cadenas laterales a las penicilinas naturales. Casi se aumenta el
espectro de acción, y su potencia frente a bacterias.
Los antibióticos son metabolitos secundarios producidos y excretados por
hongos (Penicillium, Cephalosporium) y bacterias (Bacillus, Streptomyces) y
actinomicetos, que inhiben el crecimiento de otros microorganismos o los
matan. Se utilizan para combatir infecciones bacterianas y fúngicas. Su uso es
profiláctico (preventivo) o curativo. Los antibióticos impiden la formación de la PC
o bloquean la síntesis de proteínas, como muestra la tabla siguiente
ANTIBIÓTIC ESPECTRO
O
Ampicilina
Gram + y -
Bacitracina
Gram +
Cefalosporina
Gram +
Penicilina G
Gram +
Cloranfenicol
Amplio espectro
Tetraciclina
Amplio espectro
Estreptomicina
Gram + y -
Eritromicina
Gram + y Ricketssias
Neomicina
ACCIÓN
Inhibe la formación de la PC
Bloquea la síntesis de proteínas

PRODUCCIÓN DE VITAMINAS:
La mayor parte de las vitaminas que se añaden a los
alimentos o de los preparados multivitamínicos son
sintetizadas en laboratorio. Sólo dos se fabrican utilizando
microorganismo: la vitamina B12 por bacterias
(Pseudomonas, Propionibacterium) y la riboflavina por
bacterias y hongos (Ashya).
PRODUCCIÓN DE AMINOÁCIDOS:
Algunos aminoácidos se utilizan en la industria
alimentaria como potenciadores del sabor,
antioxidante u otros tipo de aditivos, como por
ejemplo:
 Ácido glutámico, potenciador del sabor
 Lisina, como complemento en alimentos de
origen vegetal, ya que es un aminoácido
esencial. Algunos piensos para animales
contienen estos aminoácidos.

PRODUCCIÓN DE ENZIMAS MICROBIANAS:
Las enzimas son ampliamente utilizadas por la industria química
(fabricación de detergentes), alimentaria (panadería, pastelería),
industria textil y medicina. Al principio se obtenían de vegetales y
animales pero ahora se obtienen a partir de microorganismos (hongos
como Penicillium, Aspergillus, y Mucor, y algunas bacterias)
seleccionando cepas super productivas. Ejemplos: lipasas, amilasas,
proteasas, renina, pectinasas, que son expulsadas al exterior por los
microbios para degradar materia orgánica y aprovechar los productos
de la digestión.
Algunos usos de estas enzimas son:



Comida para bebés. Se añade tripsina para pre digerir el alimento.
Las proteasas se utilizan para hacer el cuero más flexible. Las
amilasas se usan para degradar el almidón de la madera y obtener
un producto más liso y suave.
La renina microbiana ha sustituido desde 1965 a la de rumiantes
para hacer queso. Además es más barata

PRODUCCIÓN DEL ÁCIDO CÍTRICO
El ácido cítrico se utiliza como conservante en
bebidas y enlatados. Los fabrica Aspergillus niger
como citrato de hierro. Se utiliza como fuente de
carbono, melaza de remolacha azucarera, jarabe
de caña de azúcar o almidón de patata.
PRODUCCIÓN DE HORMONAS PROTEICAS Y
OTRAS PROTEÍNAS DE MAMÍFEROS DE INTERÉS
TERAPEÚTICO

.
Industria farmacéutica: la insulina .
Se crean organismos genéticamente modificados
(OGM) que sean capaces de formar moléculas o
sustancias que no le son propias. De esta forma se
obtienen antibióticos, hormonas, vacunas, y proteínas
que no producen rechazo en el paciente.
PRODUCCIÓN DE HORMONAS ESTEROIDES
Se aplica el procedimiento denominado
bioconversión o biotransformación, en el que se
añade al fermentador una sustancia que el microbio
transforma en la sustancia buscada, como por ejemplo
cortisona, hidrocortisona, andrógenos y estrógenos.
En principio se utilizaba levadura para fabricarla, pero
su precio era muy elevado porque la producción era
muy escasa.
En 1952 se sustituyó por el moho del pan Rhizopus
nigrans y Rhizopus arrhizus, capaz de transformar la
progesterona en cortisona, antiinflamatorio. También
se obtiene hormonas anticonceptivas.

PRODUCCIÓN DE INTERFERÓN.
El interferón fue descubierto en 1957 en Londres por
Isaac y Linderman, al descubrir que los pacientes que
padecían alguna infección vírica, raramente eran
infectados por más virus. Ello se debía a que producían
que la denominaron INTERFERÓN. Es una proteína
fabricada por células somáticas como respuesta a una
infección vírica (defensa antiviral). También tiene otros
efectos, como inhibidor del crecimiento antitumoral,
regulación del sistema inmune e inhibición del
crecimiento celular.
MÁS FÁRMACOS A PARTIR DE ANIMALES
TRANSGÉNICOS
 La empresa holandesa de biotecnología Pharming está
desarrollando varios productos a partir de organismos
transformados genéticamente. Uno de ellos es la
lactoferrina humana, proteína que se encuentra
naturalmente en la leche, que estimula el sistema
inmune y se cree que juega un papel fundamental en la
protección contra el cáncer, el asma y las enfermedades
alérgicas.
 La compañía está desarrollando la producción de
lactoferrina humana recombinante en la leche de vacas
transgénicas. La utilización de esta proteína sería para
su adición en alimentos funcionales y saludables.
Cerdo transgénico para el precursor de la
hormona de crecimiento proteasa resistente
(GHRH). Por técnicas de muta génesis sitio dirigida y
terapia electro génica, se introdujo en músculo de
cerdo. Los efectos de una inyección de 10 mg de dosis
del plásmido, en cerdos de tres semanas de edad, se
mantuvo sobre 60 días con un 42% mayor que los
controles a los 62 días (42 kg contra 29 kg).
 PAPA con la vacuna que previene la insulina
dependencia de la diabetes mellitus 100 veces más
poderosa que la actual vacuna. PAPA con la sub-unidad
B antigénica de la entero toxina del Vibrio cholerae
causante del cólera).
 FRIJOL de SOYA con anticuerpos que protegen
contra el virus 2 de Herpes simplex (HSV).

Ventajas y Desventajas de la Ingeniería
Genética al desarrollo de nuevos
fármacos.
Ventajas :

La farmacogenómica se perfila como el principal avance que
aportará la biotecnología al campo de la medicina en los próximos
años. No sólo permitirá ajustar la dosis terapéutica de muchos
fármacos a las características genéticas del paciente, sino que
ayudará a recuperar moléculas desechadas por inducir efectos
adversos en determinados grupos de población. Entre todos las
áreas que abarca una disciplina de aplicaciones tan amplias como
la biotecnología, ha sido en salud humana donde se han producido
los avances más importantes.
Desventajas:


La modificación genética del ganado lleva a animales
enfermos y sufrientes y a un alimento de ínfima calidad.
Ya se están criando animales con enfermedades para
experimentos y una vida de sufrimiento. Estos animales
frecuentemente son enfermizos y tienen una vida mas
corta.
La contaminación biológica puede ser el mayor peligro
resultante de la ingeniería genética. Nuevos organismos
vivos, bacterias y virus serán soltados para reproducir,
migrar y mutar. Pasarán sus nuevas características a
otros organismos y nunca se podrán recuperar.
VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA
INGENIERÍA GENÉTICA


Ventajas
El principal avance de la Ingeniería Genética consiste en la
capacidad para crear especies nuevas a partir de la combinación de
genes de varias existentes, combinada también por lo tanto sus
características. Cultivos con genes de insectos para que desarrollen
toxinas insecticidas o tomates con genes de pez para retrasar la
marchitación, han dejado hace tiempo de ser ciencia-ficción para
constituir una realidad en nuestros días
Permitir el cultivo de hortalizas en áreas desérticas hasta ahora
estériles o aumentar el tamaño de los frutos cultivados son algunos
de los adelantos que la utilización de este tipo de técnicas puede
aportar a la Humanidad, con los logros que supone hacia la
erradicación del hambre en el Mundo. Lo que no se ha definido
todavía es cómo compatibilizar estos objetivos con los intereses
económicos de las empresas de biotecnología que los desarrolla
Desventajas :


Los expertos advierten que detrás de estas mejoras y nuevas
aplicaciones se esconden también riesgos y peligros de notable
importancia.
Como sucede siempre, las desventajas provienen o pueden
proceder del mal uso de las técnicas mencionadas, lo cual es
motivo de preocupación por los riesgos e implicaciones que pueden
derivarse. A ello ha dado respuesta el Comité Internacional de
Bioética de la Unesco fijando unos objetivos que pueden
concretarse en dos:
◦ evitar aspectos del progreso que atenten contra la dignidad
humana
◦ que las posibilidades científicas no generen peligrosidad por falta
d definiciones éticas
Conclusiones

Concluimos conociendo la cara y la cruz de la
biotecnología, de los productos transgénicos.

Determinamos las ventajas y las desventajas de los
productos transgénicos.

También los productos transgénicos contaminan el
medio ambiente.