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UNIVERSIDAD PRIVADA ANTONIO GUILLERMO URRELO
CARRERA PROFESIONAL DE CIENCIAS DE LA SALUD
FACULTAD DE FARMACIA BIOQUIMICA
Universidad Privada Antonio Guillermo Urrelo
Carrera Profesional de Ciencias de la Salud
Facultad de Farmacia Bioquímica
Docente:
Jessica
Curso:
Biotecnología Farmacéutica.
Tema:
Bardales Valdivia.
La Cara y la Cruz de los nuevos fármacos producidos
por la ingeniería genética.
Integrantes:
Juro Medina, Pilar.
Romero Pereda, Edson.
Rodas Gil, Azucena.
CICLO:
VI
Cajamarca - Perú
2012
ALUMNOS:
JURO MEDINA, PILAR.
RODAS GIL, AZUCENA.
ROMERO PEREDA, EDSON.
UNIVERSIDAD PRIVADA ANTONIO GUILLERMO URRELO
CARRERA PROFESIONAL DE CIENCIAS DE LA SALUD
FACULTAD DE FARMACIA BIOQUIMICA
INTRODUCCIÓN
La biotecnología no es, en sí misma, una ciencia; es 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 como tal, la
biotecnología ha sido utilizada por el hombre desde los comienzos de la historia
en actividades tales como la preparación del pan y de bebidas alcohólicas o el
mejoramiento de cultivos y de animales domésticos.
Históricamente, biotecnología implicaba el uso de organismos para realizar una
tarea o función. Si se acepta esta definición, la biotecnología ha estado
presente por mucho tiempo. Procesos como la producción de cerveza, vino,
queso y yogurt implican el uso de bacterias o levaduras con el fin de convertir
un producto natural como leche o jugo de uvas, en un producto de
fermentación más apetecible como el yogurt o el vino.
Tradicionalmente la biotecnología tiene muchas aplicaciones. Un ejemplo
sencillo es el compostaje, el cual aumenta la fertilidad del suelo permitiendo
que microrganismos del suelo descompongan residuos orgánicos. Otras
aplicaciones incluyen la producción y uso de vacunas para prevenir
enfermedades humanas y animales. En la industria alimenticia, la producción
de vino y de cerveza se encuentra entre los muchos usos prácticos de la
biotecnología.
La biotecnología moderna está compuesta por una variedad de técnicas
derivadas de la investigación en biología celular y molecular, las cuales pueden
ser utilizadas en cualquier industria que utilice microrganismos o células
vegetales y animales.
Esta tecnología permite la transformación de la agricultura. También tiene
importancia para otras industrias basadas en el carbono, como energía,
productos químicos y farmacéuticos y manejo de residuos o desechos.
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JURO MEDINA, PILAR.
RODAS GIL, AZUCENA.
ROMERO PEREDA, EDSON.
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Tiene un enorme impacto potencial, porque la investigación en ciencias
biológicas está efectuando avances vertiginosos y los resultados no solamente
afectan una amplitud de sectores sino que también facilitan enlace entre ellos.
Por ejemplo, resultados exitosos en fermentaciones de desechos agrícolas,
podrían afectar tanto la economía del sector energético como la de
agroindustria y adicionalmente ejercer un efecto ambiental favorable.
Una definición más exacta y específica de la biotecnología "moderna" es "la
aplicación comercial de organismos vivos o sus productos, la cual involucra la
manipulación deliberada de sus moléculas de DNA".
Esta definición implica una serie de desarrollos en técnicas de laboratorio que,
durante las últimas décadas, han sido responsables del tremendo interés
científico y comercial en biotecnología, la creación de nuevas empresas y la
reorientación de investigaciones y de inversiones en compañías ya
establecidas y en Universidades.
Actualmente la ingeniería génica tiene importantes aplicaciones en diversas
ramas especificadamente en la industria farmacéutica.
Habitualmente, se usan de manera indistinta palabras como medicamento o
fármaco. Sin embargo, su significado es diferente. Cuando se habla de
medicamentos se hace referencia a una sustancia sola o asociada, destinada a
su utilización en personas o animales, con propiedades para prevenir, tratar o
aliviar enfermedades o dolencias.
Los fármacos (principio activo de los medicamentos) pueden ser sustancias
idénticas a las producidas por el organismo como por ejemplo la hormona
insulina (obtenida por ingeniería genética) o sustancias químicas de síntesis
que no existen en la naturaleza pero que tienen regiones análogas dentro de su
estructura molecular que producen un cambio en la actividad celular.
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II OBJETIVOS
2.1.- Objetivos Generales:
 Conocer la cara y la cruz de la biotecnología, de los nuevos fármacos
producidos por la ingeniería genética.
2.2.- Objetivos Específicos.
 Determinar las ventajas de los fármacos producidos por la ingeniería
genética.
 Determinar las desventajas de los fármacos producidos por la ingeniería
genética.
III MARCO TEÓRICO
Biotecnología
El creciente interés que en los últimos años ha despertado la biotecnología,
tanto en los medios académicos como en la actividad económica, se ha
traducido, entre otras cosas, en una proliferación de definiciones.
Esta relativa abundancia es refleja, por un lado, del carácter multidisciplinario
de la biotecnología (Microbiología, Ingeniería Química, Bioquímica y Química)
y por el otro, de la dificultad que existe para fijar estrictamente sus límites.
Todas las definiciones tienen en común que hacen referencia al empleo de
agentes biológicos y de microrganismos.
Una definición amplia de biotecnología sería: Un conjunto de innovaciones
tecnológicas que se basa en la utilización de microrganismos y procesos
microbiológicos para la obtención de bienes y servicios y para el desarrollo de
actividades científicas de investigación.
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.
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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
La aplicación de la biotecnología a la medicina permitirá en un plazo de cinco
años detectar y prevenir enfermedades antes de que se manifiesten.
El desarrollo de la Genómica y la Proteómica, así como la aplicación de la
Biotecnología a 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. Asimismo, los avances
en la investigación biotecnológica harán posible, antes de 2010, que pueda
conocerse, por ejemplo, qué propensión tiene cada individuo a cada tipo de
cáncer y detectar tumores antes de que existan, gracias a la posibilidad de
examinar los 30.000 genes que tiene cada ser humano.
Las 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.
La diferencia aportada por la biotecnología moderna es que actualmente el
hombre no sólo sabe cómo usar las células u organismos que le ofrece la
naturaleza, sino que ha aprendido a modificarlos y manipularlos en función de
sus necesidades. La biotecnología tal como la conocemos actualmente
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empezó en los años 50 con el descubrimiento por James Watson y Francis
Crick de la estructura de la molécula de ADN* (ácido desoxirribonucleico) que
es donde se almacena la información genética (la herencia) en todos los seres
vivos.
Biotecnología en fármacos
Un fármaco, de acuerdo con la farmacología, es cualquier sustancia que
produce efectos medibles o sensibles en los organismos vivos y que se
absorbe, puede transformarse, almacenarse o eliminarse.
Esta definición se acota a aquellas sustancias de interés clínico, es decir
aquellas usadas para la prevención, diagnóstico, tratamiento, mitigación y cura
de enfermedades , y se prefiere el nombre de tóxico para aquellas sustancias
no destinadas al uso clínico pero que pueden ser absorbidas accidental o
intencionalmente; y droga para aquellas sustancias de uso social que se
ocupan para modificar estados del ánimo.
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. En resumen, para que una sustancia
biológicamente activa se clasifique 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. A estas dificultades
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se sumaban las derivadas de la propiedad intelectual de algunos
compuestos aislados de fuentes naturales.
Cuando comenzó a incorporarse la automatización, la robótica y la
computación al campo del descubrimiento de fármacos, la química llegó a
ser el paso limitante, ya que el descubrimiento de fármacos se seguía
haciendo a la manera tradicional no pudiendo suministrar suficiente número
de compuestos que los nuevos sistemas de búsqueda requerían.
Actualmente, se están buscando estrategias para aumentar el rendimiento
en el aislamiento y producción de productos naturales. Una de ellas es la
manipulación genética que permita su producción por organismos
genéticamente modificados cultivables en el laboratorio.
Química combinatoria
La química o síntesis combinatoria es la producción simultánea de una
colección de moléculas en lugar de una única, como se hacía
tradicionalmente.
El objetivo primario era la preparación simultánea de todos los posibles
compuestos (principalmente péptidos) de un determinado tamaño. En 1991
se publicaron los dos primeros artículos de química combinatoria, en los
que se describe la síntesis de una colección (biblioteca, quimioteca) de
varios millones de entidades químicas (péptidos) y su aplicación para
identificar aquellas que interaccionaban con unas dianas determinadas.
A partir de este trabajo científico, las grandes compañías farmacéuticas
adoptaron rápidamente esta técnica y crearon departamentos de química
combinatoria, y propiciaron el nacimiento de pequeñas empresas basadas
en este tipo de química.
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.
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Los genes están compuestos de moléculas de ácido desoxirribonucleico o
ADN (véase Ácidos nucleicos), y se localizan en los núcleos celulares. Las
instrucciones que dirigen el desarrollo de un organismo están codificadas
en los genes. Ciertas enfermedades como la fibrosis quística se deben a un
defecto genético hereditario. Otras están causadas por una codificación
errónea de un gen, de modo que las instrucciones que contiene están
desorganizadas o cambiadas. El error en la codificación genética se
produce cuando el ADN de la célula se está duplicando durante el
crecimiento y división celular (mutación somática) y es frecuente cuando
una célula se convierte en cancerosa.
La aplicación de la terapia génica en la clínica se inició el 14 de septiembre
de 1990, en el Instituto Nacional de Salud de Bethesda, Maryland, cuando
una niña de cuatro años recibió este tratamiento para un déficit de
adenosina de amenaza (ADA), enfermedad hereditaria del sistema
inmunológico que suele ser mortal. Debido a este defecto genético, la niña
padecía infecciones recidivantes que amenazaban su vida. La terapia
génica en esta paciente consistió en el uso de un virus modificado
genéticamente para trasmitir un gen ADA normal a las células de su
sistema inmunológico. Después el gen ADA insertado programó las células
para que produjesen la enzima ADA de la que carecía, lo que hizo que
dichas células tuviesen una función inmune normal. Este tratamiento ayudó
de forma provisional a la paciente a desarrollar resistencia frente a las
infecciones.
Con el tiempo, la terapia génica puede proporcionar tratamiento eficaz para
muchas enfermedades hoy curable, como la fibrosis quística, la distrofia
muscular, y la diabetes juvenil. Además, la terapia génica también es útil
para tratar muchas enfermedades que no son hereditarias, ya que la
inserción genética puede también programar una célula para realizar una
función totalmente nueva. En la actualidad se están estudiando varias
terapias para trastornos de origen no genético. Los investigadores están
tratando de luchar contra el síndrome de inmunodeficiencia adquirida
(SIDA) mediante la terapia génica para conseguir que las células sean
genéticamente resistentes a la infección que produce el SIDA. Se están
realizando esfuerzos por medio de esta terapia para producir una vacuna
contra el cáncer. En el número de septiembre de 1996 de la revista Nature
Medicine, un estudio presentaba un tratamiento capaz de reducir los
tumores cancerosos. Parece que los tumores de pacientes con cáncer de
pulmón se redujeron o detuvieron su crecimiento cuando los científicos
sustituyeron genes defectuosos o ausentes por genes sanos. El
experimento clínico inicial desarrollado por científicos con el MD Anderson
Cáncer Center de la Universidad de Texas en Houston, demostró que la
corrección de una sola alteración genética en las células del cáncer de
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pulmón, puede ser suficiente para detener o hacer más lenta su progresión.
La terapia génica se empleó como procedimiento para restaurar la función
normal de un gen llamado p53 que tiene un importante papel en el control
del crecimiento celular. En el caso del cáncer, se cree que la transformación
de una célula normal en una célula maligna se debe a una serie de
anomalías genéticas. Las células hepáticas se están tratando con esta
terapia para ayudar al organismo a eliminar los excesos de colesterol que
pueden conducir al infarto de miocardio. Con el tiempo, la terapia génica
será útil para prevenir y tratar muchas enfermedades.
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.
La automatización de los ensayos mediante la robotización permite
aumentar la velocidad del HTS, a la vez que libera al personal del
laboratorio de realizar un trabajo muy tedioso. En la actualidad ha dejado de
tener sentido la generación aleatoria de librerías de millones de compuestos
y la tendencia es hacia la producción de otras menos numerosas, pero de
mayor calidad, diversidad y relevancia.
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
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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”.
Algunos de los animales desarrollados hasta la actualidad son: conejos que
producen Interleukina-2 y α-Glucosidasa; cabras que producen el activador
del plasminógeno tisular y Anti-trombina III; cerdos productores del Factor
VIII humano y Proteína C;
Ovejas productoras de a1-antitripsina y Factor de coagulación IX y vacas
productoras de lactoferrina y Hormona de crecimiento humano. Se estima
que, próximamente estarán en el mercado las proteínas farmacológicas
provenientes de estos animales transgénicos.
De la misma forma en que la biotecnología introduce ciertos genes en los
vegetales para hacerlos tolerantes a herbicidas o resistentes a sequías y
plagas, actualmente se está ensayando la modificación del genoma de
algunas plantas para que produzcan ciertas proteínas de interés
farmacológico. Las proteínas producidas en plantas transgénicas tienen
aplicaciones nutricéuticas (arroz con vitamina A), de diagnóstico de
laboratorio (avidita, tripsina), terapéuticas (insulina, hormona de
crecimiento) y preventivas (antígeno de la hepatitis B).
Las principales ventajas que implica el uso de la biotecnología
recombinante vegetal para producción de proteínas de aplicación en salud
humana son:
 Se trata de un sistema eucariótico de expresión capaz de procesar
correctamente proteínas humanas.
 Su costo de producción, frente a fermentadores o cultivos de células
humanas, es aproximadamente diez veces menor.
 El hecho de que no se haya descrito ningún patógeno compartido entre las
plantas y el ser humano garantiza la ausencia de arrastre de patógenos en
el proceso productivo que, como los virus o priones, tanto preocupan en
otros sistemas.
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
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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. Las compañías
farmacéuticas y biotecnológicas están empleando cada día más la
farmacogenómica en el desarrollo de fármacos, llevando a su utilización
generalizada en la clínica en un futuro próximo.
En resumen, la biotecnología y las disciplinas emergentes relacionadas
están cambiando totalmente las reglas que existían en el descubrimiento y
desarrollo de fármacos. Así, la biotecnología permite definir nuevas dianas
(genómica, proteómica), obtener nuevos compuestos (screening de
productos naturales, química combinatoria), diseñar nuevas terapias
(farmacogenómica), desarrollar compuestos más selectivos, llevar a cabo
nuevos desarrollos preclínicos mediante ensayos más eficaces, menos
costosos y más rápidos, producir a gran escala nuevas sustancias más
seguras y no accesibles con las metodologías tradicionales (producción en
animales y plantas transgénicas), utilizar nuevas y más poderosas
herramientas de análisis (bioinformática) y utilizar biomolecular a escala
nanométrica con nuevas perspectivas en el diagnóstico y la terapéutica
(biosensores, nanobiotecnología).
En el futuro, se espera que la automatización de los laboratorios aumente, y
que el desarrollo de tecnologías a pequeña escala con bibliotecas de
compuestos sea más rápido y fiable.
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
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
Antifúngicos y antitumorales (interferón)
Muchos han sido fabricados con técnicas de ingeniería genética, como
la insulina y la hormona de crecimiento, uroquinasa (coagulación),
vacunas (hepatitis B, rabia y sarampión), interferón, factores de
coagulación (VIII y IX).
Todo esto ha contribuido de una manera espectacular a la reducción de la
incidencia de muchas enfermedades en los países desarrollados, no así en los
subdesarrollados.
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.
La penicilina resultó muy eficaz contra las Gram +, y
disminuyeron muchísimo infecciones de estafilococos, estreptocos,
meningococos y neumococos. Más tarde, Schatz y Walkman descubren
la estreptomicina, eficaz contra las Gram. -.
Los antibióticos son metabolitos secundarios producidos y excretados
por hongos (Penicillium, Cephalosporium) y bacterias (Bacillus,
Streptomyces) y actinomicetes, 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:
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Antibiótico
Espectro
Ampicilina
Gram + y -
Bacitracina
Gram +
Cefalosporina
Gram +
Penicilina G
Gram +
Cloranfenicol
Amplio espectro
Tetraciclina
Amplio espectro
Estreptomicina Gram + y Eritromicina
Acción
Inhibe la formación de la PC
Bloquea la síntesis de proteínas
Gram + y Ricketssias
Neomicina
Químicamente son un grupo muy diverso. Algunos pueden impedir el
crecimiento del propio microorganismo que lo produce, por ello se busca
cepas resistentes para mejorar la producción.
Hoy día también se obtienen por fermentación industrial otros
antibióticos como las cefalosporinas, producidas por el hongo
Cefalosporium. Tanto las penicilinas como estas pertenecen al grupo de
antibióticos -lactámicos.
Otros son los producidos por el grupo de los actinomicetos, que
son bacterias aerobias del suelo. Destaca la bacteria Streptomyces, que
produce los siguientes:
 Streptomyces griseus, la estreptomicina
 Streptomyces venezuelae, el cloranfenicol
 Streptomyces erythreus, la eritromicina
 Streptomyces rimosus, la tetraciclina
 Streptomyces fradiae, la neomicina
 Streptomyces noursii, la nistatina
 Bacillus licheniformis
Para obtener el mayor rendimiento en la producción de
antibióticos hay que la producción de antibióticos ha aumentado
muchísimo por estos factores:
 Descubrimiento de especies y cepas de muy alto rendimiento
productivo. Utilizar variedades o estirpes de los microorganismos
productores. Hoy día se dispone de variedades
“superproductivas” muchas obtenidas por técnicas genéticas
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clásicas, como la mutación y recombinación o bien induciendo
mutaciones con rayos X y UV. Así, Penicillium chrysogenum ha
sustituido a Penicillium notatum.
 Perfeccionar el proceso industrial, utilizando cultivos ideales,
controlando al máximo todas las variables para que tengan las
mejores condiciones para el crecimiento de los hongos o
bacterias, volúmenes mayores de los fermentadores, etc.
 Utilizar técnicas adecuadas de extracción y purificación, que separe
el antibiótico de otros compuestos producidos por el
microorganismo.
Se conocen unos 5500 antibióticos pero sólo un centenar o
incluso menos están comercializados. Hoy día el gran problema
es la aparición de cepas de patógenos resistentes (o incluso
multirresistentes) a los antibióticos. Por ellos el reto es encontrar
nuevos antibióticos o modificar los ya existentes para recuperar
su efectividad.
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.
 Ácido aspártico y fenilalanina son componentes del edulcorante
artificial aspárteme.
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
Se utilizan bacterias como Corynebacterium o Brevibacterium, o
bien por síntesis enzimática en laboratorio utilizando las enzimas de
las propias bacterias.
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 superproductivas. 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:
 Fabricación de detergentes biológicos, las proteasas bacterianas del
detergente eliminan manchas de proteínas o en los detergentes
lavavajillas para eliminar restos de comida proteica. Las amilasas
rompen restos de almidón, lipasas de grasa, etc. Se obtienen de
bacterias alcalinofilas (toleran medios con pH entre 9-10) que es el ph
donde trabaja el detergente y de bacterias termófilas, ya que es la
temperatura de los lavados.
 Comida para bebés. Se añade tripsina para predigerir 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.
 Las protesas ayudan a recuperar la plata de la película fotográfica.
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
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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..
Desde los anos 20 del siglo pasado se sabe que la insulina extraída del
páncreas de perro permite regular la concentración de glucosa en
sangre de los diabéticos de tipo I que padecen un déficit de síntesis de la
hormona (posteriormente, dada la mayor similitud con la hormona
humana, el cerdo se convertiría en la fuente principal de insulina hasta
finales del siglo pasado). A este tipo de agentes se les llamo biológicos o
medicamentos biológicos. Según establece la Agencia Europea del
Medicamento (EMEA) en su documento de junio de 2007 “Questions and
Answers on biosimilar medicines” biológico (biological medicine) es un
fármaco o medicamento obtenido de un organismo vivo.
Los diabéticos se inyectaban insulina porcina o vacuna en los
primeros años, pero tenía efectos secundarios. En la actualidad se
inyectan insulina humana pero fabricada por bacterias (Escherichia coli).
Es la primera proteína obtenida por manipulación genética que se ha
utilizada en personas (1982). Constituyen actualmente el 93 % de la
demanda mundial.
Se identifica la secuencia de aminoácidos, después se obtiene el
gen que la codifica, se clona dicho gen, y se introduce en una bacteria y
ésta fabrica la hormona humana.
Otra es la hormona del crecimiento llamada somatotropina
recombinante (1985), que se utiliza para el tratamiento de la
osteoporosis, fracturas de huesos, quemaduras, etc.
ALUMNOS:
JURO MEDINA, PILAR.
RODAS GIL, AZUCENA.
ROMERO PEREDA, EDSON.
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Proteínas de la coagulación (como el factor VIII que les falta a los
hemofílicos.
Eritropoyetina recombinante, también llamada EPO o epoietina
(1989), estos han ayudado a evitar muchas transfusiones y retrasado
de muertes de pacientes con insuficiencia renal crónica.
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.
En la actualidad se conocen unos doce tipos de interferones y se utilizan
para el tratamiento de enfermedades como las hepatitis B y C, algunas
leucemias, el sarcoma de Kaposi, etc. Hasta que no fueron clonados los
genes correspondientes y su producción a gran escala con bacterias, no
se pudieron obtener cantidades suficientes para estos tratamientos.
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
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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.
 Otro de los productos es el inhibidor C1, obtenido a partir de conejos
transgénicos y actualmente en fase avanzada de evaluación en humanos.
Se trata de un fármaco que sirve para tratar pacientes con una
enfermedad genética poco corriente llamada angioedema, un síndrome
que afecta a la piel y a la mucosa de las vías respiratorias superiores y del
tubo digestivo.
 . Hoy ya podemos saber a través de análisis genéticos qué individuos
metabolizan bien y cuáles no los medicamentos. Combinando este
conocimiento con la proteómica, que estudia las propias enzimas,
podremos saber qué dosis exacta de un fármaco habrá que dar a cada
paciente para maximizar los efectos terapéuticos”, ha apuntado García. Al
mismo tiempo, estos conocimientos permitirán ampliar el arsenal
terapéutico disponible contra gran número de patologías. “Un mismo
fármaco puede hacerle daño a un individuo y en otro tener un efecto
beneficioso, lo que hace que todos los medicamentos se sometan a
exhaustivos controles y se saquen al mercado sólo aquellos que hacen un
daño mínimo a toda la población. De este modo quedan sin
comercializarse muchas moléculas que podrían ser muy interesantes para
amplios grupos de población. La farmacogenómica va a permitir
aprovechar muchos de estos medicamentos”.
•
•
•
Producción de proteína C humana en
leche de cerdos, para
desórdenes
como hemofilia.
Hormonas de crecimiento humano en tejido seminal de cerdo.
Antitrombina humana III, anti-coagulante sanguíneo secretada en leche
de cabras transgénicas.


Cerdo transgénico para el precursor de la hormona de
crecimiento proteasa resistente (GHRH). Por técnicas de
mutagénesis sitio dirigida y terapia electrogénica, 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 enterotoxina del Vibrio
cholerae causante del cólera).
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

FRIJOL de SOYA con anticuerpos que protegen contra el virus 2 de
Herpes simplex (HSV).
TABACO con anticuerpos que previenen la caries dental producida
por Streptococcus mutans.
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

La ingeniería genética permite un mejor conocimiento de los procesos
biológicos y contribuye al descubrimiento de fármacos a través de una
mayor diversidad y selectividad de compuestos y dianas terapéuticas,
permitiendo que los procesos de obtención sean más seguros, baratos y
eficaces.

El conocimiento del genoma humano, permite conocer la secuencia
genómica completa de numerosos genes, así como sus alteraciones o
variaciones de secuencia (mutaciones) en individuos enfermos. De esta
forma, muchos genes y sus correspondientes proteínas fueron
relacionadas con diferentes patologías, de manera que su inactivación
permitiría el tratamiento de esa enfermedad.

La evaluación biológica permite la identificación de compuestos activos
in vitro, llamados modelos (hits), que una vez identificados conducen a
la obtención de compuestos activos in vivo, no tóxicos y con buenas
propiedades de absorción, distribución, metabolismo y excreción,
llamados precandidatos (leads). La modificación de esos precandidatos
proporciona, finalmente, los candidatos a fármacos para ser ensayados
en las diferentes fases clínicas.
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
Hasta los años ‘80, las moléculas bioactivos se descubrían
accidentalmente, por análisis al azar (random screening) o por
modificación de moléculas conocidas, principalmente productos
naturales. Con el desarrollo de la biología molecular y celular en los
años ’90, y la introducción de la informática, se comenzaron a utilizar
otras herramientas de búsqueda

.La ingeniería genética tiene un gran potencial. Por ejemplo, el gen
para la insulina, que por lo general sólo se encuentra en los
animales superiores, se puede ahora introducir en células
bacterianas mediante un plásmido o vector. Después la bacteria
puede reproducirse en grandes cantidades constituyendo una
fuente abundante de la llamada insulina recombinante a un precio
relativamente bajo





Una gran ventaja de utilizar esta vía de obtención en lugar de la síntesis
química es que se evita la racemización del producto, de manera que se
obtiene una elevada cantidad de producto más fácilmente purificable de
los productos similares y por tanto el proceso consigue aumentar el
rendimiento y bajar los costes
ventaja consiste en la obtención de compuestos que son prácticamente
imposibles de obtener por cualquier otra vía como muchas de las
proteínas recombinantes.
La incorporación de la ingeniería genética permite optimizar la eficiencia
del proceso de producción y/o la calidad del producto (modificar el
control de vías metabólicas, por ejemplo para la sobreproducción de
algún producto)
La incorporación de la ingeniería genética permite obtener a partir de un
microorganismo, cultivo de células, planta o animal un producto
completamente ajeno. Esto se consigue por introducción y expresión
del gen de interés en un organismo hospedador fácil de cultivar.
También se pueden insertar genes humanos responsables de la
producción de insulina en células bacterianas para que obtener insulina
de gran calidad a bajo coste. Estas células pueden producir mucha
cantidad ya que se reproducen a una gran velocidad.
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.
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
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.

Algunos de los usos de la ingeniería genética son el aumento de la
resistencia de los cultivos a enfermedades, la producción de compuestos
farmacéuticos en la leche de los animales, la elaboración de vacunas, y
la alteración de las características del ganado.

En los últimos 20 años, han surgido por lo menos 30 enfermedades
nuevas, como el SIDA, el ébola, varios tipos de hepatitis y otros virus
mortales; mientras que están reapareciendo antiguas enfermedades
infecciosas como la tuberculosis, el cólera, la malaria y la difteria.
Prácticamente todos los agentes patógenos son resistentes a los
tratamientos con medicamentos, y muchos a varios antibióticos.

La evolución de la virulencia y la propagación de resistencias a
medicamentos y antibióticos están vinculadas con los abundantes casos
de recombinación y transferencia de genes horizontales entre bacterias
y virus.

Lo que ahora urge es el tema de en qué medida la ingeniería genética,
al facilitar la transferencia y recombinación de genes horizontales
contribuye al resurgimiento de enfermedades infecciosas resistentes a
los medicamentos, lo que seguirá haciendo si se permite continuar sin
restricciones.
 la introducción de genes que producen cáncer en un
microorganismo infeccioso común, como el influenzavirus, puede
ser muy peligrosa. Por consiguiente, en la mayoría de las
naciones, los experimentos con ADN recombinante están bajo
control estricto, y los que implican el uso de agentes infecciosos
sólo se permiten en condiciones muy restringidas. Otro problema
es que, a pesar de los rigurosos controles, es posible que se
produzca algún efecto imprevisto como resultado de la
manipulación genética.

El negocio de la ingeniería genética está en manos de las grandes
multinacionales agroquímicas y farmacéuticas, como Monsanto,
Enimont, Du Pont, Ciba-Geigy, ICI y Sandoz. Sus intereses comerciales
están haciendo a los investigadores intervenir directamente en procesos
biológicos que apenas hemos empezado a comprender, y mucho menos
a controlar.
VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA INGENIERÍA GENÉTICA
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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.

Gracias a la ingeniería genética, los científicos pueden hacer ciertas
combinaciones entre genes de diferentes especies, para así
solucionar problemas y mejorar el rendimiento económico-comercial
de las explotaciones.

Se pueden buscar curas a enfermedades genéticas para que las
nuevas generaciones nazcan más sanas. Al tomate por ejemplo se le
ponen genes anti sentido (en sentido inverso a un gen concreto) para
así retrasar el proceso de reblandecimiento.

Gracias a esto, la ciencia ha conseguido que se cultiven plantas con
mayor tolerancia a la sequía o protegidos frente a virus.

En algunos cultivos, se han puesto genes de bacterias para que
desarrollen proteínas insecticidas y reducir el empleo de insecticidas.

También se pueden insertar genes humanos responsables de la
producción de insulina en células bacterianas para obtener insulina
de gran calidad a bajo coste. Estas células pueden producir mucha
cantidad ya que se reproducen a una gran velocidad.
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:
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


o evitar aspectos del progreso que atenten contra la dignidad
humana
o que las posibilidades científicas no generen peligrosidad por falta
d definiciones éticas.
Los criterios para evitar dichos inconvenientes establecen una serie de
limitaciones por motivos ecológicos, sanitarios, morales, sociales,
políticos... y en concreto se trata sobre todo de la salvaguarda de la
dignidad y los derechos humanos, de no dar posibilidad a la
discriminación social ni ideológica de evitar desastres ecológicos y de
impedir el desarrollo o aparición de enfermedades que pudieran se
incontrolables.
Uno de estos peligros es el hecho de que detrás de los proyectos de
manipulación genética están las compañías multinacionales muy
preocupadas por el interés económico.
También pueden “contaminar” otras plantas no transgénicas.

Pueden llegar a ser cancerígenas en el caso de ser consumidos
por sujetos proclives o en un estado inmunológico deficiente. No
obstante esto es una hipótesis pero que muchos médicos que
están en contra de los alimentos transgénicos lo afirman.

Puede producir alergias, algo que preocupa mucho a los
productores de estos alimentos. Puede ser debida al material
genético transferido, a la formación inesperada de un alérgeno o
a la falta de información sobre la proteína que codifica el gen
insertado.
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Conclusiones

Concluimos la cara y la cruz de la biotecnología, de los nuevos
fármacos producidos por la ingeniería genética.

Determinamos las ventajas de los fármacos producidos por la
ingeniería genética.

Determinamos las desventajas de los fármacos producidos por la
ingeniería genética.
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BIBLIOGRAFIA
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
http://www.huboaxaca.org/?p=461
http://www.google.com.pe/ fármacos producidos por la genética/.
http://www.google.com.pe/la cara y lá cruz de lós fármacos./
http://www.islamyal-andalus.org/control/noticia.
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