BIOTECNOLOGÍA
Y SU APORTE EN LA SOCIEDAD
MIGUEL ANGEL SÁNCHEZ
DIRECTOR EJECUTIVO
BIOTECNOLOGÍA
¿QUÉ ES LA BIOTECNOLOGÍA?
Toda aplicación tecnológica que utiliza sistemas biológicos, seres vivos o sus
derivados, para generar bienes y servicios
Se entiende como:
El uso intencionado de las características y capacidades de los seres vivos para
resolver problemas prácticos
BIOTECNOLOGÍA TRADICIONAL
(EMPLEO DE ORGANISMOS PARA LA OBTENCIÓN
DE UN PRODUCTO ÚTIL PARA LA INDUSTRIA)
DESDE 7.000 A.C.
BIOTECNOLOGÍA, HOY
INGENIERÍA GENÉTICA O
METODOLOGÍA DEL ADN
RECOMBINANTE
DESDE 1970s
BIOTECNOLOGÍA MODERNA
(EMPLEA LA INGENIERÍA GENÉTICA)
-DESDE 1980s
INVESTIGACIÓN
CIENTÍFICA
APLICACIONES DE LA BIOTECNOLOGÍA
INDUSTRIA FARMACÉUTICA Y MEDICINA •VACUNAS •ANTICUERPOS •ENZIMAS •HORMONAS •KITS DE DIAGNÓSTICO •CÉLULAS MADRE •TERAPIA GÉNICA •ÓRGANOS Y TEJIDOS ARTIFICIALES ALIMENTACIÓN •ENZIMAS •ADITIVOS INDUSTRIA MEDIO AMBIENTE •BIORREMEDIACIÓN •QUÍMICA Y ENERGÍA •BIOCATALIZADORES •BIOCOMBUSTIBLES •DETERGENTES AGRICULTURA •PLANTAS GENETICAMENTE MODIFICADAS •SOYA •MAÍZ •ALGODÓN •CANOLABIOTECNOLOGÍA Y MEDIO AMBIENTE
ACEITES DE COLZA, SOYA,
ácido graso
metanol
glicerol
éster monoalquílico
de ácido graso
EL BIODIESEL
Producción de biodiesel a partir de algas
Bacterias
polihidroxialcanoatos
PHA
(bioplástico)
BIOPLÁSTICOS
Almidón
(maíz, aunque
también papa,
mandioca, etc.)
Ácido láctico
Ácido
Poliláctido
PLA
(bioplástico)
bacterias
BIOPLÁSTICOS
BIORREMEDIACIÓN (bacterias y plantas)
Degradación, absorción, acumulación y/o transformación de...
Pesticidas
Herbicidas
Petróleo y derivados
Metales pesados
En 1989 se derramaron 40 millones de litros de petróleo en
Alaska, afectando a 1600 Km de playa. La
Biorremediación
involucró la acción de microorganismos autóctonos y la
bioestimulación con fósforo (P), nitrógeno (N) y potasio (K).
Como resultado, se incrementó unas 4 veces la velocidad de
degradación.
Caso Exxon Valdez
Producción o sobre-producción de
enzimas, fármacos y otras moléculas
BIOTECNOLOGÍA EN LA INDUSTRIA
PORCENTAJE DE LAS ENZIMAS RECOMBINANTES QUE
SE EMPLEAN EN DIFERENTES INDUSTRIAS
INDUSTRIA
PORCENTAJE (%) DE
TODAS LAS ENZIMAS
1985
1994
2000
DETERGENTES
(1)PROTEASAS, AMILASAS, CELULASAS, LIPASAS
0
80
95
ALMIDÓN Y DERIVADOS
AMILASAS, MALTASAS, ISOMERASAS
0
95
95
PANADERÍA
AMILASAS, GLUCANASA, XILANASA, PROTEASAS
0
20
50
ACEITES Y GRASAS
LIPASAS, ESTERASAS
0
10
100
ALIMENTOS PARA ANIMALES
FITASAS, AMILASAS, GLUCANASA, XILANASA
0
30
90
(1) LA MAYORÍA CON GENES DE EXTREMÓFILOS
termófilos
mesófilos
psicrófilos
AMINOÁCIDOS DE INTERÉS INDUSTRIAL PRODUCIDOS
EN ORGANISMOS GENÉTICAMENTE MODIFICADOS
(BACTERIAS Y HONGOS)
Aspartamo (Fen+Asp), Glicina
Edulcorantes
Aspartato, Alanina, Glutamato
Resaltadores del sabor
Histidina
Antioxidante y preservativo
Lisina y metionina
Suplementos dietarios
Bacterias
Hongos
Enzimas
recombinantes que se
emplean en la
industria alimenticia
Alfa-amilasa
Pan, bebidas, almidón
Aminopeptidasa
Queso, lácteos, sabores
Fosfolipasa
Pan, grasas
Glucosa isomerasa
Almidón
Hemicelulasa
Pan, almidón
Lactasa
Lácteos
Lipasa
Grasas, quesos, sabores, pan
Pectinasa
Bebidas, derivados de frutas
Proteasa
Queso, pan, bebidas, derivados de
carne y pescado
Quimosina
Queso
Xilanasa
Bebidas, almidón, pan
Enzima
Aplicación
BIOTECNOLOGÍA Y SALUD HUMANA
PROTEÍNAS RECOMBINANTES EMPLEADAS COMO
FÁRMACOS
PRODUCTO
INDICACIÓN TERAPÉUTICA
FACTORES DE COAGULACIÓN
HEMOFILIA
INSULINA
DIABETES MELLITUS
HORMONA DE CRECIMIENTO
DEFICIENCIA EN NIÑOS
ERITROPOYETINA (EPO)
ANEMIA
INTERFERÓN ALFA (IFN α)
HEPATITIS B Y C, CÁNCER, HERPES
VACUNA ANTI HEPATITIS B
HEPATITIS B
ANTICUERPOS MONOCLONALES
ASMA, ARTRITIS REUMATOIDE
PROTEÍNA C
SEPSIS SEVERA
Purificación
bioquímica
páncreas
insulina de
cerdo
Antes…
ADN
(gen de la
insulina
humana)
insulina humana
(recombinante)
bacterias o levaduras
(ingeniería genética)
Ahora…
Concentración e inactivación
Sangre
humana
Factor de
coagulación
humano
Antes…
ADN
(gen del factor
de
coagulación)
Factor de
coagulación
humano
(recombinante)
Cultivo de células de mamífero
(ingeniería genética)
Ahora…
PRODUCCIÓN DE INTERFERÓN DE GLÓBULOS
BLANCOS HUMANOS
•
45.000 litros de sangre humana (aprox. 100.000 dadores)
•
250.000 millones de unidades de IFN (aprox. 1 gramo)
•
Para tratar a 100.000 pacientes con enfermedades virales leves, 2.000 con
enfermedades virales crónicas y 500 pacientes con cáncer.
•
Costos para producir 1 gramo: 5-20 millones de dólares
Tomado de Bio…¿Qué?, Alberto Díaz 2005
Desde 1986 se produce IFN recombinante para el
tratamiento de hepatitis B y C, herpes y ciertos tipos de
cáncer.
HORMONA DE CRECIMIENTO – SOMATROPINA
HUMANA RECOMBINANTE
ANTES, A PARTIR DE CADÁVERES
AHORA, A PARTIR DE BACTERIAS
RECOMBINANTES
VEGETALES GENETICAMENTE MODIFICADOS
PRINCIPALES CULTIVOS GM EN EL MUNDO (2009)
Fuente: ISAAA, 20010 OGM MILLONES DE HA % ÁREA GLOBAL OGM % PRODUCCIÓN MUNDIAL SOYA 69,2 52 77 MAÍZ 41,7 31 26 ALGODÓN 16,1 12 49 CANOLA 6,4 5 21 REMOLACHA AZUCARERA 0,26 0,2 ALFALFA 0,1 <0,1 PAPAYA 0,007 <0,1 ZAPALLO 0,002 <0,1 ÁLAMO <0,001 <0,1 CLAVEL <0,001 <0,1
AÑO 2009: 134 MILLONES DE HECTÁREAS
91 95 85 90 95 80 98 70 0 25 50 75 100
SOYA CANOLA MAÍZ
EEUU CANADÁ ARGENTINA
PORCENTAJE ADOPCIÓN CULTIVOS GM (2009)
A NIVEL INTERNACIONAL
IMPACTOS DE LOS CULTIVOS GM (1996-2008)
IMPACTO SOCIOECONÓMICO DE CULTIVOS GM A NIVEL DE PAÍSES AMERICANOS
PAÍS SOYA HT MAÍZ HT ALGODÓN HT CANOLA HT MAÍZ BT ALGODÓN BT TOTAL
EEUU 10.422,0 1.402,9 804,0 149,2 4.778,9 2.232,7 19.789,7 ARGENTINA 7.815,0 46,0 28,6 - 226,8 67,9 8.184,3 BRASIL 2.868,0 - - - - 65,5 2.933,5 PARAGUAY 459,0 - - - 459,0 CANADA 103,5 42,0 - 1.289,0 208,5 - 1.643,0 MÉXICO 8,8 - 10,3 - - 65,9 85,0 URUGUAY 42,4 - - - 2,7 - 45,1 COLOMBIA - - - 12,6 12,6 TOTAL 21.718,7 1.490,9 842,9 1.438,2 5.216,9 2.444,6 33.152,2
Todos los valores son nominales.
Los cálculos de ingresos agrícolas son cambios en los ingresos netos después de agregar los impactos sobre el rendimiento, la calidad de los cultivos, y los costos variables de producción (ej. pago de primas de la semilla, el impacto sobre los gastos de protección de los cultivos).
Fuente: Brookes & Barfoot 2009, PG Economics, Ltd.
OGM CARACTERÍSTICA VOLUMEN DE QUÍMICOS (MILL DE KG) PORCENTAJE DE REDUCCIÓN
Soya Tolerante a herbicida -62.4 -20.4% Maíz Tolerante a herbicida -46.7 -4.6% Algodón Tolerante a herbicida -32.1 -14.5% Canola Tolerante a herbicida -7.9 -24.2% Maíz Resistente a insectos -8.2 -5.3% Algodón Resistente a insectos -128.4 -24.6%
TOTAL -285.7 -15.4%
IMPACTOS DE LOS CULTIVOS GM
REDUCCIÓN EN EL USO DE INSECTICIDAS Y HERBICIDAS DE ACUERDO AL CULTIVO ENTRE 1996-2006
Fuente: Brookes & Barfoot 2008. PG Economics
IMPACTOS DE LOS CULTIVOS GM
IMPACTOS ECOLÓGICOS
MITIGACIÓN DEL CAMBIO CLIMÁTICO Y REDUCCIÓN DE GASES INVERNADERO
↓
CO2
→
disminuir el arado, conservando el suelo y la humedad, reduciendo el uso de
pesticidadas y secuestrando CO2
En el 2007:
↓
1.100 millones Kg de CO2 (menor uso de insecticidas y pesticidas)
↓
13.100 millones Kg CO2 (menor preparación suelos)
TOTAL:
↓
14.200 millones Kg CO2
≈
sacar de circulación a 6,3 millones de automóviles
[Brookes & Barfoot 2009, PG Economics, Ltd.]
***en el 2009 el parque automotor de Chile estaba proyectado a tener 3.963.100
automóviles y Santiago 1.825.000.
•Casi 3 mil millones de personas más en el mundo en 2050
•Sólo un 5% más de tierra cultivable podría sumarse para la producción agrícola
3 mil millones 1960 6 mil millones 2000 9 mil millones 2050
LOS DESAFÍOS
Maíz
Maíz Bt
Bt, Soya RR,
, Soya RR,
Algodón
Algodón Bt
Bt, Canola RR
, Canola RR
Nuevos Eventos
Nuevos Eventos
Biotecnológicos
Biotecnológicos
OGM 2008 TRAMITE APROBACIÓN COMERCIAL TRAMITE APROBACIÓN REGULATORIA DESARROLLO AVANZADO TOTAL ESPERADO AL 2015 SOYA 1 2 4 10 17 MAÍZ 9 3 5 7 24 CANOLA 4 0 1 5 10 ALGODÓN 12 1 5 9 27 ARROZ 0 1 4 10 15 PAPA 0 0 3 5 8 OTROS 7 Papaya 2 Zapallo 1 Remolacha Az. 1 Pimiento 1 Tomate 2 0 2 Alfalfa 2 14Poroto 1 Berenjena 3 Tomate 2 Repollo 2 Coliflor 1 Ají Turco 1 Mostaza 1 Trigo 1 Ají 1 Maní 1 23 TOTAL 33 7 24 61 124
Fuente: Stein & Rodríguez-Cerezo 2009, EUR23846EN.
