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Departamento de Estado de Estados Unidos / Oficina de Programas de Información Internacional La Oficina de Programas de Información Internacional del Departamento de Estado de Estados Unidos publica cinco periódicos electrónicos — Perspectivas Económicas, Cuestiones Mundiales, Temas de la Democracia, Agenda de la Política Exterior de Estados Unidos y Sociedad y Valores Estadounidenses— que analizan los principales temas que Editor.Jonathan Schaffer encaran Estados Unidos y la comunidad internacional, Editor gerente.Andrzej Zwaniecki Colaboradores .Kathleen E. Hug al igual que la sociedad, los valores, el pensamiento y las instituciones estadounidenses. Cada nuevo periódico se publica mensualmente en .Kathryn A. McConnell inglés, y lo siguen, de dos a cuatro semanas después, Editora de ilustraciones.Maggie J. Sliker versiones en español, francés y portugués. Algunas ediciones Diseño de portada.Min-Chih Yao selectas aparecen también en árabe, chino, persa y ruso. Los periódicos en inglés se publican aproximadamente cada mes. Directora.Judith S. Siegel Editor ejecutivo.Richard W. Huckaby Las opiniones expresadas en los periódicos no reflejan Gerente de producción.Christian S. Larson necesariamente los puntos de vista o políticas del gobierno Gerente de producción adjunta.Sylvia Scott de Estados Unidos. El Departamento de Estado de Estados Junta editorial.Alexander C. Feldman Unidos no asume responsabilidad por el contenido y acceso constante a los sitios en la Internet relacionados .Kathleen R. Davis con los periódicos electrónicos; tal responsabilidad recae enteramente en quienes publican esos sitios. Los artículos, Imágenes de portada: Jack Dykinga/ARS, Markus/Matzel/Peter fotografías e ilustraciones pueden reproducirse y traducirse Arnold, Inc., AP/WWP/USDA, y AP/WWP/NREL.
fuera de Estados Unidos, a menos que incluyan restricciones específicas de derechos de autor, en cuyo caso debe solicitarse autorización a los propietarios de derechos de autor mencionados en el periódico. La Oficina de Programas de Información Internacional mantiene números actuales o anteriores en varios formatos electrónicos, como así también una lista de los próximos periódicos,en "http://usinfo.state.gov/journals/jourspa.htm". Se agradece cualquier comentario en la embajada local de Estados Unidos o en las oficinas editoriales: Editor, Economic Perspectives U.S. Department of State 301 4th St. S.W.
Washington, D.C. 20547 United States of America E-mail: ejecon@state.gov Perspectivas Económicas / Octubre de 2005 eJOURNAL USA ACERCA DE ESTE NÚMERO
Las nuevas tecnologías, ya sean en el los microorganismos objeto de ingeniería
campo de la medicina, la industria o la genética que producen gases hidrógenos de agricultura, a menudo generan inicialmente desechos orgánicos y bacterias manipuladas escepticismo público. En ninguna otra esfera para eliminar contaminantes ambientales, es esto tan patente como en la biotecnología, hasta los cultivos que aportan vitaminas a lo donde las cuestiones de salud y del medio que comemos y los nuevos medicamentos ambiente son objeto de vivo debate. para tratar enfermedades humanas como el "Los intelectuales que abrigan ideas Alzheimer y la diabetes.
conservadoras sobre la biología están Como afirma en la Introducción el asesor plenamente conscientes de la tendencia de científico de la Casa Blanca, John Marburger: nuestra especie de tener recelo ante lo nuevo "Nuestro propósito no es simplemente y lo raro, y evidentemente desean aprovechar comprender la enfermedad, sino curarla; ese recelo como estrategia para contener el no sólo consumir todo comestible que progreso biotecnológico", dice el escritor encontremos, sino hacer que sea más inocuo y Ronald Bailey, en su libro Liberation Biology más nutritivo; no sólo cosechar los productos (Biología de la liberación), publicado en 2005.
fortuitos de la naturaleza para elaborarlos, Pero como señala Bailey, la opinión pública sino hacer que sean más fuertes, inocuos y es inconstante y no siempre se entienden adaptados a nuestras necesidades".
bien los beneficios del progreso tecnológico. Esperamos que al analizar cada uno de Cita la fertilización y las tecnologías de láser los artículos, nuestros lectores aumenten su óptico como sólo dos ejemplos de los cuales el conocimiento sobre el tremendo potencial que público abrigaba temores o dudas, pero ahora ofrece la biotecnología para mejorar la calidad apoya claramente estas tecnologías y valora los de vida de personas en todo el mundo.
enormes beneficios que se pueden obtener de ellas.
Este número de Perspectivas Económicas examina algunas de las aplicaciones más prometedoras de la biotecnología, desde eJOURNAL USA Perspectivas Económicas / Octubre de 2005 DEPARTAMENTO DE ESTADO DE ESTADOS UNIDOS / OCTUBRE DE 2005 / VOLUMEN 10 / NÚMERO 4 La promesa de la biotecnología
4 Introducción
19 Biotecnología vegetal: Adelantos en
JOHN MARBURGER, DIRECTOR, OFICINA DE POLÍTICA CIENTÍFICA alimentación, energía y salud
Y TECNOLÓGICA, OFICINA EJECUTIVA DEL PRESIDENTE RICHARD HAMILTON, DIRECTOR GENERAL, CERES, INC.; RICHARD B. FLAVELL, DIRECTOR CIENTÍFICO, CERES, INC.; ROBERT B. 6 Los desafíos mundiales y la biotecnología
GOLDBERG, CATEDRÁTICO DE BIOLOGÍA MOLECULAR, CELULAR JENNIFER KUZMA, DIRECTORA ADJUNTA, CENTRO DE CIENCIA, Y DE DESARROLLO DE LA UNIVERSIDAD DE CALIFORNIA, LOS TECNOLOGÍA Y POLÍTICA PÚBLICA, UNIVERSIDAD DE MINNESOTA Los gobiernos y otras organizaciones deben invertir en la Los adelantos en biotecnología agrícola darán por resultado investigación y el desarrollo biotecnológicos, dirigidos a plantas más resistentes a la sequía, al calor y al frío; plantas productos que puedan ayudar a los países en desarrollo.
que exigirán menos aplicaciones de fertilizantes y plaguicidas, producirán vacunas para prevenir enfermedades contagiosas Recuadro: Una reacción química para la biotecnología: el Premio 11 Nobel de 2005
Cheryl Pellerin, redactora de temas científicos del Departamento 23 Recuadro: Los insectos biotecnológicos
12 El poder de transformación de la biotecnología
24 El diseño de nuevos materiales y máquinas
BILL SNYDER, REDACTOR PRINCIPAL DE TEMAS CIENTÍFICOS, SHUGUANG ZHANG, DIRECTOR ADJUNTO, CENTRO DE INGENIERÍA CENTRO MÉDICO DE LA UNIVERSIDAD VANDERBILT BIOMÉDICA, MASSACHUSETTS INSTITUTE OF TECHNOLOGY El perfeccionamiento futuro de las "terapias focalizadas", La humanidad podrá usar algún día nanodispositivos para reparar dirigidas a las causas biológicas subyacentes de la enfermedad, órganos del cuerpo o rejuvenecer la piel, mejorar las capacidades debería mejorar radicalmente la seguridad y eficacia de los humanas, aprovechar la ilimitada energía solar y lograr otras medicamentos, y el advenimiento de tecnologías predictivas proezas que hoy parecen imposibles.
podría dar paso a una nueva era en la prevención de las enfermedades.
Recuadro: ¿Adónde se dirige la nanotecnología? 30 Akhlesh Lakhtakia, catedrático eminente de ingeniería y
Recuadro: La carrera contra el dopaje genético mecánica, Pennsylvania State University 17 Huntington F. Willard, director, Instituto de Ciencias y Política
del Genoma de la Universidad Duke, y vicecanciller para las ciencias del genoma del Centro Médico de la Universidad Duke Perspectivas Económicas / Octubre de 2005 eJOURNAL USA 32 Estudio de caso: Proyecto Internacional de
40 Reglamentación de la biotecnología agrícola
Secuenciación del Genoma del Arroz
en Estados Unidos
C. ROBIN BUELL, INVESTIGADORA ADJUNTA, INSTITUTO DE INVESTIGACIÓN GENÓMICA 42 Glosario de términos de biotecnología
El "mapa" de las características genéticas del arroz permitirá a los fitogenetistas acelerar sus programas de reproducción 46 Bibliografía (en inglés)
y desarrollar variedades de arroz más robustas, y a los agricultores mejorar sus métodos y extender las temporadas de 48 Recursos en Internet (en inglés)
35 Los orígenes de la biotecnología: el
aprovechamiento de las posibilidades del
ADN
DINESH RAMDE, REDACTOR DE LA ASSOCIATED PRESS
La rapidez con que cobró impulso la industria de la
biotecnología, la magnitud de su éxito y el alcance de su
impacto han sorprendido hasta a sus precursores.
39 Recuadro: Los primeros 142 años de la biotecnología
eJOURNAL USA Perspectivas Económicas / Octubre de 2005 La biotecnología es el paso más reciente en el átomos primordiales de los que se constituye toda materia.
inveterado intento del ser humano para utilizar Debajo de este nivel se encuentra un enorme abismo hasta los procesos de la naturaleza con el fin de las densas médulas de los núcleos atómicos, cientos de mejorar la condición humana. El término en sí unifica miles de veces más pequeños que el átomo más pequeño, el conocimiento con la práctica, la ciencia con la donde un mundo nuevo—un mundo igualmente tecnología. Podríamos haberlo empleado para describir la hermoso, pero exánime—está siendo explorado por los aparición de la agricultura, o la farmacología, o incluso el entrenamiento de atletas—actividades que han surgido En otras palabras, por primera vez en la historia de raíces antiguas y han adquirido formas exóticas y se puede explorar la vida en todo su espectro, desde muy contemporáneas. En cada caso, la acumulación las escalas más pequeñas hasta las más grandes. Las de conocimientos acerca de la naturaleza ha propuesto herramientas que lo han hecho posible recurren en gran maneras de hacer que la vida sea más segura, más saludable medida a otros campos de la ciencia y requieren grandes y más productiva. Si bien el término biotecnología inversiones que normalmente sólo pueden hacer los es relativamente nuevo y tiene connotaciones más gobiernos. Sin embargo, lo que revelan estas herramientas limitadas, es bueno recordar su conexión con el pasado, se puede analizar y aprovechar con recursos relativamente especialmente cuando se habla de los beneficios que limitados. Esto viene bien puesto que la naturaleza en contiene para las culturas apartadas de las tradiciones de la pequeña escala es extraordinariamente compleja. Estamos ciencia moderna.
lejos de comprender todo lo que podemos ver, y hasta La biotecnología comienza con el estudio de las con las nuevas herramientas la exploración del terreno de plantas y los animales, complicados y hermosos hasta en la vida consumirá las energías de comunidades enteras sus características más pequeñas. Los grandes artistas se de científicos. El territorio es vasto y su cartografía y han esforzado por capturar los detalles que subyacen la desarrollo son empresas internacionales.
maravillosa diversidad de los pájaros, flores e insectos. Esta inmensidad del universo de los organismos vivos Cada adelanto para ver las cosas a una escala más pequeña no sólo se extiende a la cantidad de especies, tipos de nos ha revelado nuevas maravillas, nuevas modalidades y organismos y variedades de sustancias químicas que los nuevos comportamientos que explican los misterios de los hacen funcionar, sino también a los procesos de la vida. elementos más grandes. Durante los últimos veinticinco Desde los numerosos sistemas de reacciones químicas, años, estos adelantos nos han llevado a uno de los transporte de material, flujo de información y apoyos principales hitos de la naturaleza: Podemos ahora "ver" los mecánicos en la escala más pequeña, hasta las funciones Perspectivas Económicas / Octubre de 2005 eJOURNAL USA de los órganos y el comportamiento de los organismos La biotecnología es la aplicación de los tres en la escala más grande, el extraordinario volumen de ingredientes para alcanzar metas humanas. Nuestro información que se precisa para comprender incluso las propósito no es simplemente comprender la enfermedad, formas de vida más simples es descomunal. No basta sino curarla; no sólo consumir todo comestible que con poder ver estas cosas. Para poder comprenderlas se encontremos, sino hacer que sea más inocuo y más necesita almacenar una enorme cantidad de información, nutritivo; no sólo cosechar los productos fortuitos de recuperarla de manera eficaz y procesarla para poner a la naturaleza para elaborarlos, sino hacer que sean más prueba ideas sobre las causas y los efectos. Recién ahora fuertes, inocuos y adaptados a nuestras necesidades. La la biología puede producir su propia tecnología gracias complejidad de la naturaleza, antaño un obstáculo a a que la tecnología informática ha madurado en nuestra nuestros propósitos, se nos revela ahora como una fuente abundante de oportunidades para alcanzarlos. La forma El ver en pequeño mediante la difracción de rayos X, en que aprovechamos estas oportunidades para el bien de la resonancia magnética y los microscopios electrónicos, la humanidad es lo que llamamos biotecnología. ■ y pensar en grande con computadoras rápidas, gigantescos bancos de datos y transferencia por banda ancha, son John Marburger dos de los tres ingredientes que permiten que haya una Director, Oficina de Política Científica y "biotecnología". El tercer ingrediente poder hacer que las cosas ocurran en la escala más pequeña. Los medios para hacerlo varían, y con frecuencia hacen uso de los Oficina Ejecutiva del Presidente procesos propios de la vida para llevar a cabo nuestra dirección. Se trata de un concepto antiguo, parecido al de emplear las abejas para la polinización. Hoy utilizamos bacterias y virus para realizar nuestra cría microscópica. Pero utilizamos también láseres y sondas minúsculas y moléculas activadas sobre cuya efectividad hemos aprendido tras laboriosos experimentos. La manipulación de la materia en esta escala es de lo que trata la nanotecnología, y no es accidental el que la nanotecnología, la tecnología informática y la biotecnología se estén desarrollando juntas. Son tecnologías convergentes, y se alimentan unas a otras en una ecología compleja de descubrimiento, innovación y mayor eficacia humana.
eJOURNAL USA Perspectivas Económicas / Octubre de 2005 LOS DESAFÍOS MUNDIALES
Y LA BIOTECNOLOGÍA
Este autobús funciona con combustible diesel producido a partir de semilla de La biotecnología, si se utiliza adecuadamente, tiene La ciencia sólo puede afirmar lo que es, pero no lo el potencial de proporcionar alimentos más saludables y en que debería ser, y fuera de su dominio siguen siendo mayor cantidad; reducir la dependencia de combustibles necesarios los juicios de valor de toda clase. fósiles; y ofrecer curas más eficaces para las enfermedades. — Albert Einstein Las enzimas que pueden disolver material vegetal en biocombustible como el etanol conducirán eventualmente a la producción económicamente viable de productos bioenergéticos Durante siglos los seres humanos han aprovechado
el poder de los sistemas biológicos para mejorar sostenibles. Una nueva variedad de arroz elaborado mediante sus vidas y el mundo. Algunos sostienen que la bioingeniería y reforzado con vitamina A podría ayudar la biotecnología comenzó hace miles de años, cuando se a reducir la ceguera que se origina a partir de la deficiencia cruzaron variedades de cultivos para conseguir características vitamínica en los países en desarrollo. determinadas y se utilizaron microorganismos para elaborar Pero esta aplicación, y otras, conllevan riesgos que cerveza. Otros establecen el comienzo de la biotecnología deben ser atendidos por medio de regímenes normativos y a partir de la aparición de técnicas que permiten a los de seguridad. Los gobiernos y otras organizaciones deben investigadores manipular y trasladar genes de un organismo también participar e invertir en la investigación y el desarrollo a otro. El descubrimiento de la estructura del ácido biotecnológicos, dirigidos a productos que puedan ayudar a los desoxirribonucleico (ADN) en la década de 1950 marca países en desarrollo a crear capacidad para beneficiarse de las el comienzo de esta era. Los genes se forman a partir de innovaciones de la biotecnología. ADN y se expresan en proteínas, las cuales llevan a cabo tareas químicas y forman estructuras que nos otorgan Jennifer Kuzma es directora adjunta del Centro de
características determinadas. En la década de los setenta los Ciencia, Tecnología y Política Pública de la Universidad de científicos descubrieron y utilizaron el poder de las "tijeras" naturales - proteínas denominadas enzimas restrictivas - para retirar concretamente un gen de un tipo de organismo e insertalo en otro organismo relacionado, o sin relación. Así nació la tecnología de ADN recombinante, o lo que la mayoría de los expertos denominan ahora biotecnología moderna.
Los pioneros de la biotecnología no podían haber Perspectivas Económicas / Octubre de 2005 eJOURNAL USA imaginado nuestra capacidad actual para producir plantas temor a crear una brecha aún mayor entre ricos y pobres que resisten enfermedades, animales que producen si no tienen acceso a la tecnología todos los sectores de medicamentos en su leche y pequeñas partículas que la sociedad. Teniendo presente ese contexto, este artículo seleccionan y destruyen las células cancerosas. Sin describe diferentes desafíos mundiales y examina cómo embargo, la biotecnología es más que ingeniería; es, se puede aprovechar la biotecnología para resolverlos de también, un conjunto de instrumentos que permiten modo sostenible y equitativo.
comprender los sistemas biológicos. La genómica se basa en estos instrumentos y es el estudio de los genes y de sus DESAFÍO ENERGÉTICO, CAMBIO CLIMÁTICO
funciones. Mediante el uso de la biotecnología hemos Y MEDIO AMBIENTE
determinado la composición, es decir, la "secuencia", de todo el conjunto de genes del ser humano y varios otros Los combustibles fósiles son un recurso energético organismos. La información genómica nos está ayudando limitado y lo estamos gastando a un ritmo más rápido a evaluar mejor los factores comunes y la diversidad entre del que puede reemplazar la naturaleza. La biotecnología los organismos y los seres humanos, y a comprender y tiene un papel que desempeñar en el uso de fuentes de curar enfermedades, incluso ajustando los tratamientos al energía más renovables. La energía de la biomasa, por ejemplo, es una fuente de energía neutra en carbono, La biotecnología, o en realidad cualquier tecnología, puesto que, en último término, las plantas toman de la no existe en el vacío. Se deriva del quehacer humano y atmósfera la misma cantidad de carbono que emiten. Los se ve afectada por el entorno social, cultural y político. investigadores están elaborando mejores celulasas, es decir La sociedad orienta y regula la tecnología, tratando de enzimas que pueden descomponer el material vegetal en minimizar las deficiencias y de maximizar los beneficios. biocombustibles como el etanol. Las mejores celulasas Muchos científicos de ciencias naturales y ciencias llevarán tarde o temprano a la elaboración de productos físicas preferirían una delimitación bien definida entre sostenibles de bioenergía, económicamente más eficaces.
los intereses sociales y éticos y los intereses de la ciencia Algunos sostienen que el cambio climático tendrá y la tecnología. Las polémicas recientes sobre el uso de su mayor impacto en los pobres, quienes carecen de organismos genéticamente modificados en la alimentación recursos para mudarse o adaptarse cuando suceden y la agricultura han ilustrado que esta frontera no es tan desastres naturales, o cuando cambian sus entornos. Una clara. No sólo hay una preocupación sobre la seguridad de transición a la energía de la biomasa no sólo tendría efectos los organismos modificados por la ingeniería genética sino ambientales positivos, sino que podría ocasionar también que también existen diferencias culturales en la aceptación el desarrollo económico de comunidades rurales en todo de los productos.
el mundo. Los agricultores podrían cultivar plantas para El contexto internacional de la tecnología es sus necesidades alimentarias, de forraje y energéticas. importante y se debe tener en cuenta. La biotecnología Sin embargo, deben primero tener acceso a la tecnología no es una panacea para los problemas mundiales, pero que haga posible la conversión a la biomasa. Será difícil es una herramienta muy prometedora si se utiliza llevar semejantes tecnologías a las zonas rurales y crear la adecuadamente. Por otro lado, hay sistemas sociales capacidad para operar esos sistemas.
que se ven afectados por las nuevas tecnologías y existe Entre otros ejemplos de las aplicaciones energéticas y ambientales de la biotecnología cabe mencionar los microorganismos elaborados para producir gas hidrógeno de desechos orgánicos, las plantas producto de la bioingeniería que fabrican polímeros biodegradables, las máquinas moleculares basadas en las proteínas fotosintéticas de plantas para aprovechar la energía del sol, las bacterias elaboradas para disolver contaminantes ambientales y los biosensores desarrollados para detectar rápidamente los contaminantes ambientales peligrosos. A menudo se pasan por alto las aplicaciones ambientales de la biotecnología, o no se les asigna los fondos suficientes, pero la sostenibilidad de nuestro planeta ante Nati Harnik, AP/WWP una población cada vez mayor es un asunto de suma Gránulos de plástico hechos de maíz se vierten en un eJOURNAL USA Perspectivas Económicas / Octubre de 2005 segundo problema ambiental en importancia del siglo AGRICULTURA, CALIDAD ALIMENTARIA Y
XXI, después del cambio climático. Los cultivos xerófilos y resistentes a la salinidad, adaptados para los países en desarrollo, podrían mejorar sobremanera la seguridad La biotecnología ha cobrado auge en sectores de alimentaria en lugares donde la combinación de desastres la alimentación y de la agricultura. Por ejemplo, la naturales y tierras marginales seguramente llevará a bioingeniería genética ha creado algodón, soja, maíz y hambrunas en un año dado. Mediante la genómica y la otros cultivos que contiene proteínas de la bacteria Bacillus biotecnología moderna nos aproximamos cada vez más thuringiensis (Bt), que los protege de las plagas de insectos. a poder descifrar, identificar y elaborar las numerosas Los cultivos Bt se cultivan extensamente en muchos características que controlan el uso del agua y la utilización países. El cultivo del algodón Bt en China ha reducido de la sal en las plantas. significativamente el uso de pesticidas químicos peligrosos para la salud humana, en beneficio de los agricultores.
SALUD Y MEDICINA
Por otro lado, se han dado situaciones preocupantes asociadas con los cultivos Bt. El Starlink era una variedad de Las aplicaciones médicas de la biotecnología son las que maíz Bt autorizada en Estados Unidos para uso en pienso mejor conoce el público. Las células pluripotenciales y animal, dados los interrogantes sobre su potencial como la clonación se han ganado una atención inusitada en la alérgeno. Sin embargo, llegó finalmente a contaminar política nacional e internacional. Las células pluripotenciales algunos productos de maíz en la cadena alimentaria son las células iniciales de un organismo de las que se ha humana. Asimismo, se han descubierto genes con proteínas mostrado que derivan diferentes clases de tejidos. Han Bt en algunas variedades de maíz mexicano, aunque reemplazado o reparado satisfactoriamente los tejidos México tiene una moratoria para la plantación de maíz dañados en modelos animales y encierran una gran promesa Bt. Esta contaminación ha motivado inquietud, dado que para tratar enfermedades humanas como el Alzheimer y la México es el centro geográfico de la diversidad del maíz y diabetes. Aunque la vasta mayoría de personas concuerda muchos desean preservar las variedades nativas por razones en que la clonación para producir seres humanos (clonación culturales y agronómicas. Por lo tanto, a fin de obtener reproductiva) es inaceptable, es motivo de debate la los beneficios de los cultivos producto de la ingeniería clonación terapéutica, según la cual el proceso de clonación genética, es importante que se desarrollen buenos regímenes internacionales de seguridad biológica para evitar futuros accidentes y aumentar la confianza en el uso de estos cultivos.
También se están desarrollando por medio de la biotecnología alimentos más saludables y nutritivos. A modo de ejemplo, más de 100 millones de personas sufren de deficiencia de vitamina A, problema que es responsable de centenares de miles de casos de ceguera todos los años. A través de la ingeniería genética los investigadores han creado una variedad de arroz para abastecer el precursor metabólico de la vitamina A. Este "arroz dorado" se cruza Jay Laprete, AP/WWP Un paciente se somete a terapia genética. con variedades locales para mejorar sus propiedades de crecimiento en los países en desarrollo. Se han superado los se utiliza sólo para cosechar células pluripotenciales. obstáculos de propiedad intelectual para poder distribuir el La clonación terapéutica podría suministrar células arroz gratuitamente a los agricultores de subsistencia; esto pluripotenciales que encajaran exactamente con las de un es especialmente importante porque de otra manera el costo paciente, reduciendo al mínimo los graves riesgos asociados de la semilla podría ser prohibitivo. Los científicos están con el rechazo de tejidos. Estos métodos encierran una desarrollando otros cultivos con cantidades altas de hierro, gran promesa. Sin embargo, los aspectos éticos, culturales vitamina E, aminoácidos esenciales y aceites más saludables.
y políticos asociados seguirán ocupando a los científicos y a Con vistas al futuro, podrían resultar útiles otras los políticos en el futuro inmediato.
aplicaciones de la biotecnología a los alimentos y la Una aplicación fundamental de la biotecnología en la agricultura. El Programa de Medio Ambiente de las medicina es el descubrimiento de medicamentos. Los Naciones Unidas clasifica la escasez de agua dulce como seres humanos han descubierto fármacos en fuentes Perspectivas Económicas / Octubre de 2005 eJOURNAL USA naturales desde los albores de la historia. Ahora, la permitirá métodos más seguros para la aplicación de genes, genómica y su campo asociado para las proteínas - la que no se sirvan de virus. En la actualidad se llevan a proteómica - nos han permitido descubrir medicamentos cabo en animales ensayos con nanopartículas sintetizadas de una manera más sistemática. La automatización de químicamente que llevan genes o elementos terapéuticos a los ensayos de aglutinantes bioquímicos en pequeñas células enfermas.
fichas miniaturizadas llamadas micromatrices, permite a La biotecnología desempeña también un papel importante los científicos seleccionar en muy poco tiempo miles de en la prevención de enfermedades. Las vacunas producidas compuestos químicos para identificar su eficacia contra con métodos de ADN recombinante son por lo general proteínas que causan enfermedades. Esta selección de alto más seguras que las vacunas tradicionales, porque rendimiento, como se le denomina, no habría sido posible contienen proteínas virales o bacterianas aisladas, en lugar de agentes causantes de enfermedad, muertos o debilitados. Sin embargo, muchas personas en los países en desarrollo carecen de acceso a cualquier tipo de vacuna, y mucho menos a aquellas derivadas de la biotecnología. En la actualidad la mayor parte de las vacunas precisan el almacenaje en frío y la aplicación profesional por medio de inyección. A raíz de ello, los investigadores investigan plantas elaboradas a partir de la ingeniería genética, con la finalidad de aplicar vacunas a través de los alimentos. Se calcula que el costo de la vacuna contra la hepatitis B derivada de plantas y administrada oralmente es una sexta parte que el costo de las vacunas actuales contra esa Microdispositivo para un implante de retina. enfermedad. En aproximadamente unas 80 hectáreas se si no se hubiera invertido durante años en investigaciones podrían cultivar cada año los antígenos suficientes para básicas de biotecnología.
inmunizar a todos los bebés del mundo. Sin embargo, al Con el análisis de micromatrices se puede medir igual que con los cultivos Bt, hay una preocupación general rápidamente la actividad de miles de genes. Muchos sobre los cultivos farmacéuticos porque podrían causar una investigadores están aprovechando esta herramienta para polinización cruzada con cultivos de plantas alimenticias determinar la actividad temprana en los genes cuando los en el campo. Será especialmente importante desarrollar seres humanos se infectan con patógenos. Para el futuro regímenes de seguridad biológica que utilicen cultivos que se proyectan exámenes rápidos, no invasivos, que serán no tengan polinización cruzada (por ejemplo, esterilidad especialmente importantes en el caso de infecciones que masculina) o que aíslen a los cultivos farmacéuticos (por requieran tratamiento inmediato para reducir la dispersión ejemplo, en invernaderos).
y salvar vidas, como aquellas resultado de un atentado bioterrorista. Se están desarrollando también nanosensores a partir de partículas cuyo tamaño es casi 50.000 veces inferior al tamaño del diámetro de un cabello humano, Es notable que varios de los ejemplos anteriores estén para detectar la expresión proteínica y genética de las células relacionados con la Declaración del Milenio, un acuerdo individuales del cuerpo y permitir la evaluación de la salud concertado por más de 170 países en el año 2000 para de las células en las etapas iniciales de una enfermedad. El atender la pobreza, el desarrollo económico y la preservación gobierno de Estados Unidos invierte millones de dólares en ambiental. No obstante la ciencia y la tecnología raramente nanosensores que se pueden introducir en la sangre de los se integran en programas internacionales centrados en el astronautas para vigilar constantemente su exposición a la desarrollo económico y social. Se ha registrado un progreso importante en el cumplimiento de algunas de las metas de Otro campo de gran promesa es la terapia genética, en la Declaración del Milenio, tales como la reducción de la la cual se aplican los genes a determinados órganos o pobreza, el aumento de la educación primaria y la igualdad tejidos enfermos del cuerpo para superar las deficiencias entre géneros, y la reducción de la mortalidad infantil. Sin metabólicas. El uso de virus para aplicar genes ha embargo, se ha avanzado menos en la lucha mundial contra demostrado tener riesgos para la salud humana, lo cual ha las enfermedades y la mejora de la sostenibilidad ambiental. generado polémica para los ensayos clínicos con estos virus. Estos son desafíos en los que la biotecnología puede La convergencia de la nanotecnología con la biotecnología desempeñar un papel.
eJOURNAL USA Perspectivas Económicas / Octubre de 2005 Las inversiones de cualquier nación en la ciencia cidad en sus comunidades, por ejemplo, a través de la y en la tecnología tarde o temprano darán fruto. Sin educación, la capacitación y la asistencia con cuestiones embargo, son igualmente importantes las inversiones para de propiedad intelectual. Las inversiones en biotecnología atender los aspectos sociales, políticos, culturales y éticos se han hecho principalmente en los países en desarrollo y relacionados con las aplicaciones de la biotecnología. en productos que ofrecerán beneficios económicos. Este Hay buenas maneras de fomentar el diálogo sobre estos enfoque es natural para el sector privado, pero se necesita asuntos. Podríamos no llegar nunca a un acuerdo un plan más amplio. Los gobiernos y otras organizaciones sobre algunas aplicaciones de la tecnología, como la deberían invertir en investigación y desarrollo en los países clonación terapéutica, pero el diálogo conduce a la mejor en desarrollo y productos que puedan beneficiar a los mis- comprensión de las opiniones de cada uno y al respeto por mos. A través del mayor conocimiento del contexto social de la biotecnología y de los compromisos para resolver las No deberíamos desatender los riesgos potenciales de la cuestiones existentes se puede imaginar uno un futuro en biotecnología para la salud y el medio ambiente. Necesita- el que la biotecnología se aproveche de modo responsable mos financiar estudios de estos efectos por organizaciones para ayudar a todas las naciones y a todas las personas. ■ independientes. Deberían simplificarse los sistemas forma-tivos para que sean eficaces, eficientes y transparentes. En la actualidad hay pocos incentivos para el estudio indepen- Las opiniones expresadas en este artículo no reflejan necesariamente los diente de políticas y sistemas reglamentarios.
puntos de vista ni las políticas del gobierno de Estados Unidos. Finalmente, necesitamos invertir en tecnologías que se ajusten a ayudar a los países en desarrollo y crear capa- eJOURNAL USA Perspectivas Económicas / Octubre de 2005 UNA REACCIÓN QUÍMICA PARA LA BIOTECNOLOGÍA:
EL PREMIO NOBEL DE 2005
Una reacción química con gran potencial Durante la reacción, todos los elementos de la cadena comercial en las industrias farmacéutica, de carbono y el catalizador se unen para formar un biotecnológica y de la alimentación atrajo este solo anillo. El anillo se quiebra posteriormente y un año la atención de la Real Academia Sueca de Ciencias. átomo de carbono del vínculo doble de carbono-metal La academia otorgó el Premio Nobel de Química de se cambia de lugar con un átomo de carbono del 2005 a tres científicos - los estadounidenses Robert vínculo doble de carbono-carbono. Las dos sustancias Grubbs y Richard Schrock, y el francés Yves Chauvin resultantes forman un nuevo compuesto químico y un - por el descubrimiento de una reacción que simplifica catalizador modificado. La sintetización de este nuevo el desarrollo y la producción industrial de fármacos, compuesto en cualquier otro modo habría sido muy plásticos y otros materiales creados con ingeniería complicado y requerido muchos más pasos de reacción.
biológica de una manera que hace esa producción "El descubrimiento de la metátesis supuso hallar menos costosa y menos perjudicial para el medio maneras de romper los vínculos [carbono-carbono] y rehaceros muy fácilmente bajo condiciones muy "La metátesis es. un arma importante en la discretas", según Charles Casey, catedrático de química búsqueda de nuevos productos farmacéuticos para de la Universidad de Wisconsin y anterior presidente tratar las principales enfermedades del mundo", dijo de la Sociedad de Química de Estados Unidos.
la Real Academia Sueca de Ciencias al anunciar el Muchas empresas industriales de biotecnología premio. Agregó que la labor de los ganadores del emplean la metátesis de olefinas para producir Premio Nobel ayudará a los investigadores a desarrollar candidatos para fármacos y otros compuestos. La medicamentos biotecnológicos para hacer frente metátesis también puede utilizarse para sintetizar a enfermedades como las infecciones bacterianas, sustancias que ocurren naturalmente, como la hormona hepatitis C, cáncer, enfermedad de Alzheimer, de un insecto, y producirlas en grandes cantidades para síndrome de Down, osteoporosis, artritis, inflamación, emplearlas como plaguicidas naturales.
fibrosis y VIH/SIDA.
"Existen toda clase de moléculas orgánicas complejas La reacción que desarrollaron Grubbs, Schrock que nos encantaría sintetizar" agregó Casey, "y estas y Chauvin se denomina "metátesis de olefinas". La [reacciones de metátesis] constituyen algunas de las metátesis de olefinas comienza con una cadena de maneras más eficaces para hacerlo", dijo Casey. ■ carbono que tiene un doble vínculo de carbono-carbono, por lo general muy difícil de romper. Se agrega un catalizador especial - sustancia que aumenta Cheryl Pellerin es redactora de temas científicos del la tasa de reacción sin ser consumida en el proceso Departamento de Estado.
- que tiene un vínculo doble de carbono-metal. Perspectivas Económicas / Octubre de 2005 eJOURNAL USA EL PODER DE TRANSFORMACIÓN DE
LA BIOTECNOLOGÍA MÉDICA
Preparación de muestras de ADN purificado para el estudio de su secuencia; Proyecto del genoma humano. Desde los primeros experimentos de corte y empalme de genes, que dieron lugar al nacimiento de la industria de la Hace treinta años, más de un centenar de los científicos más destacados del mundo se reunieron biotecnología, se han conseguido adelantos impresionantes. en el Asilomar Conference Center, en Pacific Nuevos medicamentos y vacunas, descubrimientos más Grove, California, para debatir los posibles riesgos de importantes y acelerados de medicamentos, mejores la ingeniería genética. El temor a que la tecnología del medios de diagnóstico y otras aplicaciones médicas, dan ADN (ácido desoxirribonucleico) recombinante pudiera testimonio de ello. No obstante, para muchos científicos, transformar microbios inocuos en peligrosos patógenos los adelantos conseguidos hasta ahora no son más que un humanos, llevó a los científicos a acordar la imposición de primer paso. Creen que, en un futuro no muy distante, el una moratoria voluntaria para determinados experimentos.
perfeccionamiento de las "terapias focalizadas", dirigidas Las funestas predicciones resultaron injustificadas. Por a las causas biológicas subyacentes de la enfermedad, el contrario, el corte y empalme de genes ha fomentado debería mejorar radicalmente la seguridad y eficacia de los numerosas revoluciones en medicina, entre ellas: métodos medicamentos, y el advenimiento de tecnologías predictivas rápidos para detectar una infección o vigilar el grado de podría dar paso a una nueva era en la prevención de las colesterol, el descubrimiento de nuevas vacunas y clases enfermedades, en particular en algunas de las economías de totalmente nuevas de productos terapéuticos, y adelantos desarrollo más rápido del mundo. Sin embargo, los riesgos no en el conocimiento de enfermedades tan diversas como la se pueden pasar por alto, ya que los nuevos acontecimientos fibrosis quística y el cáncer.
y descubrimientos plantean nuevas cuestiones, sobre todo en De los primeros experimentos de corte y empalme campos como la terapia genética, la ética de la investigación de genes surgió la dinámica y lucrativa industria de la con células pluripotenciales y el uso de información genómica. biotecnología. La recombinación del ADN hizo posible descifrar la secuencia del genoma humano y sentó las bases Bill Snyder es redactor principal de temas científicos del
de los nuevos campos de bioinformática, nanomedicina Centro Médico de la Universidad Vanderbilt en Nashville, y terapia individualizada. Muchos científicos creen que en los próximos veinte años, el perfeccionamiento eJOURNAL USA Perspectivas Económicas / Octubre de 2005 de las "terapias focalizadas", dirigidas a las causas rápidamente la exposición al virus de inmunodeficiencia biológicas subyacentes de la enfermedad, debería mejorar humana (VIH).
radicalmente la seguridad y eficacia de los medicamentos, La creación de anticuerpos monoclonales en 1975 mientras que la invención de tecnologías predictivas, condujo a otra revolución médica similar. El cuerpo como la proteómica, podría dar paso a una nueva era de produce normalmente una gran variedad de anticuerpos prevención de enfermedades.
- proteínas del sistema inmunitario - que atacan a los No obstante, perduran los temores de los riesgos microorganismos y otros invasores extraños. Al fusionar de la terapia genética, la ética de la investigación con células productoras de anticuerpos con células de mieloma, células pluripotenciales y el posible uso indebido de la los científicos consiguieron generar anticuerpos que, cual información genómica. Según el punto de vista de cada "balas mágicas", podían dirigirse a metas determinadas, cual, la biotecnología rezuma promesa o peligro, o una incluidos marcadores singulares llamados antígenos, combinación de ambos.
en la superficie de las células inflamatorias. Ejemplos iniciales incluyen los anticuerpos monoclonales capaces LOS PRIMEROS PASOS
de impedir al sistema inmunitario rechazar transplantes de órganos, y el tan renombrado Herceptin, aprobado El primer medicamento producto de la bioingeniería, para el tratamiento de cáncer de mama avanzado en una forma recombinante de insulina humana, fue 1988. Se han autorizado otros anticuerpos monoclonales aprobado por la Administración de Alimentos y Fármacos de Estados Unidos (FDA) en 1982. Hasta entonces, la insulina se obtenía de un suministro limitado de tejido pancreático de vaca o cerdo. Al insertar el gen humano de la insulina en bacterias, los científicos consiguieron la producción bacteriana de grandes cantidades de la proteína salvadora. En el futuro próximo, los pacientes con diabetes podrán inhalar insulina y eliminar, así, la necesidad de las inyecciones.
La primera vacuna recombinante, aprobada en 1986, se obtuvo mediante la introducción de un fragmento de gen del virus de hepatitis B en levadura. El fragmento fue convertido por el mecanismo genético de la levadura a un antígeno, una proteína que se encuentra en la superficie del virus que estimula la respuesta inmunitaria. De esta forma se evitó la necesidad de extraer el antígeno del suero de la persona infectada con hepatitis B.
Hoy existen más de 100 medicamentos y vacunas recombinantes. Debido a su eficacia, inocuidad y costo relativamente bajo, las pruebas de diagnóstico molecular y las vacunas recombinantes pueden ser de especial importancia en la lucha contra enfermedades tradicionales de los países en desarrollo, como la leishmaniasis (infección tropical que causa fiebre y lesiones) y la malaria.
Vacuna de cáncer cervical basada en un virus modificado MEJORES MEDIOS DE DIAGNÓSTICO
para el tratamiento de la esclerosis múltiple y la artritis reumatoide, y actualmente se están usando con carácter La biotecnología también ha mejorado de manera experimental en pacientes, como posibles tratamientos del radical los medios de diagnóstico. La reacción en cadena asma, la enfermedad de Crohn y la distrofia muscular.
de la polimerasa, método para ampliar fragmentos Marcados con radioisótopos u otros agentes de minúsculos de ADN, inicialmente descrita a mediados de contraste, los anticuerpos monoclonales pueden ayudar los ochenta, ha sido decisiva para la invención de análisis a descubrir la ubicación de células cancerosas, lo que de sangre que, entre otras cosas, permiten determinar permite asegurar una mayor precisión en la cirugía y la Perspectivas Económicas / Octubre de 2005 eJOURNAL USA terapia de radiación y mostrar, en un plazo de 48 horas, Con ello se pretende mejorar la velocidad y precisión de la si un tumor está respondiendo a la quimioterapia. Las obtención de nuevos medicamentos y, al mismo tiempo, proteínas también pueden descargar una dosis letal de reducir el costo y mejorar la inocuidad de los productos fármacos tóxicos en las células cancerosas, sin dañar los farmacéuticos que llegan al mercado.
tejidos normales contiguos.
RESPUESTA A LA RESISTENCIA A LOS
Actualmente es posible realizar pruebas genéticas para La biotecnología también está resolviendo el apremiante muchos trastornos raros, como la hemofilia, que está y creciente problema de la resistencia a los antibióticos.
causada por la mutación de un solo gen. Sin embargo, Con ayuda de la bioinformática - poderosos programas es poco lo que se puede hacer para evitar o retrasar la de computadora capaces de analizar miles de millones marcha de algunas de estas enfermedades, y todavía no se de datos de la secuencia del genoma - los científicos comprenden bien las causas subyacentes de enfermedades están descifrando los códigos genéticos de las bacterias y complejas como el cáncer, las cardiopatías y las descubriendo "puntos débiles" vulnerables al ataque por componentes identificados por técnicas de análisis de alto Esta situación está cambiando gracias, en parte, a la rendimiento. Este tipo de trabajo condujo en 2000 a la posibilidad, lograda a principios de los años 80, de insertar aprobación de Zyvox, el primer antibiótico enteramente ADN humano en ratones y otros animales.
nuevo que entró en el mercado en 35 años.
Dado que ahora expresan genes humanos, los Los bacteriófagos líticos, virus que infectan y matan las animales "transgénicos" pueden estudiarse como modelos bacterias, pueden ser otra forma de contrarresistencia. Usada para el desarrollo de la diabetes, la arteriosclerosis y la inicialmente en el tratamiento de infecciones en los años enfermedad de Alzheimer. También pueden producir veinte, la "fagoterapia" cayó en el olvido con el advenimiento grandes cantidades de proteínas humanas con potencial de los antibióticos. No obstante, a principios de este año, terapéutico. Por ejemplo, actualmente se están llevando investigadores de la antigua república soviética de Georgia, a cabo experimentos en pacientes con un trombolítico informaron de que un polímero biodegradable impregnado recombinante, expresado en la leche de cabras transgénicas.
con bacteriófagos y el antibiótico Cipro curó las heridas La secuencia del genoma humano, concluida hace infectadas con una bacteria resistente a los antibióticos.
ahora dos años, ha dado a los científicos una abundante La nanomedicina es otro campo médico que está "lista de partes", con las que pueden entender mejor por avanzando rápidamente. Los científicos están elaborando qué y cómo se producen las enfermedades. Ha impulsado una gran variedad de nanopartículas y nanodispositivos, el estudio del perfil de la expresión genética, técnica para de apenas una millonésima de pulgada de diámetro, observar la expresión de miles de genes simultáneamente para mejorar la detección del cáncer, fortalecer las en una placa de cristal llamada micromatriz. Esta técnica respuestas inmunitarias, reparar tejidos dañados y evitar permite predecir, en algunos casos, la agresividad del la arteriosclerosis. A principios de este año, la FDA de cáncer de mama.
Estados Unidos aprobó una nanopartícula ligada al Otro campo que está adelantando rápidamente es el de medicamento contra el cáncer Taxol, para el tratamiento la proteómica, que usa tecnologías como la espectrometría del cáncer de mama avanzado. En Estados Unidos se está de masas para detectar marcadores biológicos proteínicos usando con carácter experimental otra nanopartícula en en la sangre que pueden indicar señales tempranas de pacientes cardíacos, para mantener abiertas las arterias enfermedades, incluso antes de que aparezcan los síntomas. coronarias después de una operación de angioplastia.
Uno de estos marcadores es la proteína C reactiva, Los estudios de las células madre embrionarias indicadora de cambios inflamatorios en las paredes de los humanas, dirigidos a reemplazar células dañadas por vasos sanguíneos, que presagian arteriosclerosis.
diabetes, cáncer o la enfermedad de Alzheimer, han Los análisis de alto rendimiento (HTS), mediante provocado una acalorada polémica en los Estados Unidos, refinadas tecnologías robóticas e informáticas, permiten por el temor de que este tipo de investigación exige la a los científicos analizar decenas de millares de pequeñas destrucción de vida humana en potencia. No obstante, moléculas en un solo día, para determinar su capacidad las investigaciones avanzan rápidamente en laboratorios de fusionarse o modular las actividades de un "objetivo", financiados con fondos privados en Estados Unidos y en como un receptor para un neurotransmisor en el cerebro. todo el mundo.
eJOURNAL USA Perspectivas Económicas / Octubre de 2005 medicamento dado.
Esta poderosa capacidad de asignar riesgos y respuestas a las variaciones genéticas está impulsando el movimiento hacia la "medicina individualizada". El objetivo no es más que la prevención, el diagnóstico temprano y una terapia más eficaz, mediante la prescripción de intervenciones que concuerdan con determinadas características genéticas del paciente.
EN BUSCA DE NUEVAS POSIBILIDADES
En respuesta a los temores de que la información sobre el riesgo a enfermedades pueda utilizarse para negar seguro médico o empleo, en los últimos años se ha Investigadores de la Universidad de Howard están estableciendo una base de datos genéticos sobre afroamericanos. aprobado en Estados Unidos una serie de leyes estatales y federales por las que se prohíbe la discriminación genética.
LAS DIFICULTADES DE LA TRANSFERENCIA
Mientras tanto, los NIH, una de las principales fuentes de apoyo a la investigación en Estados Unidos, está instando a las instituciones académicas a emprender Algunos métodos de biotecnología para mejorar el estudio de nuevas ciencias y nuevas posibilidades. Por la salud han resultado ser más difíciles que otros. Un ejemplo, el Centro Médico de la Universidad Vanderbilt, ejemplo de ello es la transferencia genética o reemplazo de en Nashville, Tennessee, está revisando su plan estratégico un gen defectuoso por otro que funciona normalmente. de investigación para dar más relieve a la medicina En la mayoría de los casos, el gen normal se introduce personalizada, el descubrimiento de medicamentos y en los tejidos mediante un adenovirus alterado la atención de salud de la población -cómo mejorar la genéticamente para asegurar su inocuidad.
prestación de los servicios de salud a las poblaciones.
El primer experimento de transferencia genética, La investigación de vanguardia "nos acerca a nuestro realizado en 1990 en los Institutos Nacionales de Salud objetivo último de eliminar la discapacidad y la (NIH), corrigió felizmente una deficiencia enzimática en enfermedad, gracias a la mejor atención que puede prestar una niña de 4 años. Sin embargo, nueve años después, la la medicina moderna", dice el Dr. Harry R. Jacobson, muerte de otro paciente, aparentemente a causa de una vicecanciller para asuntos de salud de la Universidad fuerte reacción inmunitaria al virus portador del gen, derivó en la imposición de requisitos de seguridad más La biotecnología es una herramienta neutra; no estrictos en las pruebas clínicas.
obstante, sus posibilidades plantean preocupantes Desde entonces se ha adelantado poco, aunque la cuestiones éticas. ¿Se debe permitir a los futuros padres transferencia de genes actualmente se está estudiando "diseñar" las características físicas de sus embriones? en pacientes en Estados Unidos y otros países como ¿Debe la ciencia manipular la línea germinal humana, posible tratamiento de la enfermedad arterial periférica, o alteraría así, de manera profunda e irrevocable, lo que la enfermedad de Parkinson y algunas formas de cáncer. significa ser humano? El gobierno chino ha aprobado recientemente la primera En un horizonte más inmediato ¿no deberían los transferencia genética comercial para el tratamiento del investigadores valerse de la biotecnología, si pueden, cáncer de cabeza y cuello.
para eliminar las desigualdades de salud entre grupos Los científicos no creen que podrán encontrar un raciales y étnicos? Si bien la variación genética es uno de solo gen para cada enfermedad. Por consiguiente, los numerosos factores que contribuyen a las diferencias están estudiando relaciones entre genes y analizando en salud (otras son el medio ambiente, la situación poblaciones en busca de variaciones en el código genético, socioeconómica, el acceso a la atención de salud, el llamadas polimorfismos nucleótidos únicos, que pueden estrés y el comportamiento), la capacidad creciente aumentar el riesgo de una persona a una enfermedad para examinar las bases de datos de ADN de diversas concreta o determinar la reacción de una persona a un poblaciones debería permitir a los científicos analizar el Perspectivas Económicas / Octubre de 2005 eJOURNAL USA papel que desempeñan éstos y otros factores.
algunos de ellos han abrigado por largo tiempo respecto a "El conocimiento de la causas genéticas de las la ciencia médica.
enfermedades cardíacas y el cáncer facilitará el "También será esencial velar por que los nuevos descubrimiento de herramientas de diagnóstico e conocimientos y tecnologías no se usen para discriminar intervenciones que puedan contribuir a evitar la indebidamente a individuos y grupos", declara la Dra. propagación de estos trastornos devastadores en las Ellen Wright Clayton, codirectora del Vanderbilt Center economías de más rápido desarrollo del mundo, incluido for Biomedical Ethics and Society. "Las leyes que se el Oriente lejano", afirma el Dr. Jeffrey R. Balser, han aprobado son un paso adelante, pero todavía queda vicecanciller adjunto para investigación de la Universidad mucho por hacer para asegurar la clase de sociedad inclusiva y saludable a la que aspiramos". ■ La biotecnología por sí sola no puede resolver complejos problemas de salud. Es necesario establecer infraestructuras de atención de salud para garantizar Las opiniones expresadas en este artículo no reflejan necesariamente los el acceso a nuevas pruebas de diagnóstico, vacunas y puntos de vista ni las políticas del gobierno de Estados Unidos. medicamentos, y también se tienen que derribar barreras culturales, económicas y políticas que se oponen al cambio. La investigación debe incluir a más miembros de grupos desfavorecidos, lo que exigirá superar temores que Perspectivas Económicas / Octubre de 2005 eJOURNAL USA LA CARRERA CONTRA EL DOPAJE GENÉTICO
Huntington F. Willard En los últimos
El comisionado de años, el debate la Liga nacional público en torno al uso de sustancias Tagliabue, en una comparecencia ante el rendimiento en los Congreso, apenas un deportes se ha puesto mes después de que al rojo vivo. Después Palmeiro declarase no haber usado jamás ante el Congreso de esteroides, lo dijo Estados Unidos, en claramente: "Cuando marzo de 2005, no [el dopaje genético] haber usado nunca sea una realidad, las esteroides, el jugador cuestiones de [dopaje] de béisbol de los que nuestra sociedad Roberto Borea/AP/WWP Orioles de Baltimore, El jugador de béisbol Rafael Palmeiro se agacha para recoger una pelota.
está debatiendo hoy. Rafael Palmeiro, de serán tan carentes de cuyo ingreso en el Salón de la Fama nadie dudaba actualidad como el herrero en la era del automóvil".
en otro tiempo, fue suspendido por 10 partidos en El dopaje genético, o uso no terapéutico de ADN agosto. ¿Su transgresión? Una prueba positiva de y células para mejorar el rendimiento atlético, tiene esteroides. Testimonios anteriores ante el gran jurado la posibilidad de ofrecer al tramposo que las use un en la investigación de un laboratorio de San Francisco, cuerpo supercargado, capaz de correr con más rapidez filtrados a la prensa, parecían implicar a otras estrellas y saltar a más altura, pero cuyas modificaciones son famosas de los deportes de pelota y atletismo en el prácticamente imposibles de detectar. Si un atleta se uso de esteroides. En otros sectores, los funcionarios inyecta copias adicionales de un gen ya presente en encargados de combatir el uso de las sustancias su cuerpo, ¿cómo se va a poder distinguir el original dopantes someten a análisis clínicos periódicos a los de la copia? Sólo una biopsia muscular, invasiva y ciclistas que participan en competiciones y sancionan a costosa, podría detectar la presencia de un gen sintético los que dan positivo en el uso de sustancias. Una prueba ligeramente modificado.
retrospectiva de 70 muestras de orina de la Vuelta a Sabemos que una proporción de nuestra proeza física Francia de 1998 reveló 40 positivas por eritropoyetina está inscrita en nuestro genoma. Un estudio reciente (EPO), hormona que promueve la formación de de hombres adultos jóvenes que se estaban entrenando glóbulos rojos y puede aumentar la resistencia. En 1998 para carreras de ciclismo indicó que hasta un total no existían análisis fiables para detectar el uso de EPO.
de 500 genes y marcadores de ADN dispersos por el Con todos los recientes titulares sobre el uso de genoma podrían estar relacionados con el rendimiento esteroides anabólicos por jugadores de fútbol americano atlético y el buen estado físico. Por ejemplo, los y de hormonas sintéticas en el ciclismo europeo, el ratones que carecen del gen de la miostatina tienden dopaje genético de alta tecnología puede muy bien a desarrollar una enorme musculatura, resultado del tener pronto el dudoso honor de dejarlos anticuados. mayor número y tamaño de las fibras musculosas. A eJOURNAL USA Perspectivas Económicas / Octubre de 2005 estos roedores se les ha dado el nombre de "ratones medio práctico de hacer respetar estas prohibiciones.
Schwarzenegger". ¿Cuántos culturistas podrían resistir En nuestra cultura competitiva, el deseo de ganar está siempre presente. A principios de 2005, después de que las grandes con otros métodos ligas de béisbol de Estados Unidos se vieran obligadas, seguridad sobre el por vergüenza, a dopaje genético imponer un régimen deberían bastar algo más estricto de análisis para pensar a los atletas. la detección de El uso indebido de esteroides, la Oficina EPO, por ejemplo, del Comisionado de Béisbol hizo públicos los nombres de 41 devastadoras. La jugadores de la liga EPO puede espesar menor que habían la sangre hasta tal dado positivo en las punto que llegue pruebas de dopaje del entrenamiento Michel Spingler/AP/WWP fallo cardíaco, en Ciclistas por las calles de París, en una carrera de la Vuelta a Francia.
particular en los atletas de primera fila, cuyo ritmo Sorprendentemente, estos jugadores habían cardíaco en descanso tiende a ser extraordinariamente continuado usando sustancias prohibidas, aunque lento. No mucho después de que EPO hiciera sabían que probablemente tendrían que someterse su aparición en el ciclismo, 18 ciclistas belgas y a pruebas, serían descubiertos y su identidad sería holandeses murieron repentinamente de ataque al revelada públicamente. ¿Y qué decir de Palmeiro? Si corazón. Por tanto, cabe preguntarse ¿cuál será el tomó esteroides deliberadamente, ¿podría no haber riesgo del dopaje genético de EPO, una vez que el sabido que, si fuera descubierto, de héroe pasaría gen de la EPO se pueda administrar sin temor a ser instantáneamente a ser paria? El dopaje convencional puede muy bien, como el Hay quienes dicen que la mejor forma de controlar el herrero, convertirse en cosa del pasado, pero parece dopaje genético es la legalización. Después de todo, haber escasas dudas de que el dopaje genético pronto aducen, si Tiger Woods puede mejorar su visión a estará entre nosotros. ¿Que significará eso para 20/10 con cirugía láser y, de esta forma, jugar mejor nuestros juegos? ■ al golf, ¿por qué no podría un ciclista modificar sus genes? Además, añaden, al legalizar y reglamentar el dopaje genético, se pueden imponer normas de seguridad.
Huntington F. Willard es director del Instituto de Pero ¿violaría el dopaje genético el espíritu del Ciencias y Política del Genoma de la Universidad deporte? Hasta ahora, la respuesta oficial es afirmativa. Duke y vicecanciller para las ciencias del genoma del En los últimos años, tanto el Comité Olímpico Centro Médico de la Universidad Duke, en Durham, Internacional como la Agencia Mundial Antidopaje Carolina del Norte.
han añadido el dopaje genético a su lista de sustancias prohibidas (la Unión Internacional de Ciclistas ha Las opiniones expresadas en este artículo no reflejan necesariamente los mantenido un mutismo sorprendente respecto al puntos de vista ni las políticas del gobierno de Estados Unidos. tema). Todavía queda por ver si se puede hallar un Perspectivas Económicas / Octubre de 2005 eJOURNAL USA BIOTECNOLOGÍA VEGETAL:
Adelantos en alimentación, energía y salud
Richard Hamilton, Richard B. Flavell y Robert B. Goldberg El mundo necesitará producir más alimentos, pienso y fibra LA AGRICULTURA EN EL SIGLO XXI
durante los próximos 50 años que en toda la historia de la humanidad. La revolución tecnológica provocada por la De confirmarse las predicciones sobre el crecimiento de genómica brinda una oportunidad única de alcanzar esa población, necesitaremos producir más alimentos, pienso meta. Las plantas resistentes a los insectos y los herbicidas y fibra en los próximos 50 años que en toda la historia de producto de la ingeniería genética están rindiendo impor- la humanidad. Y tendremos que hacerlo en una superfi- tantes beneficios a través de alimentos, piensos y fibras más cie de terreno apta para la agricultura y la producción de asequibles, que requieren menos plaguicidas, conservan más plantas cada vez más reducida.
suelo y permiten la existencia de un medio ambiente más Esto plantea importantes desafíos para la agricultura sostenible. Y en un mentís a las críticas, las plantas derivadas de la biotecnología han demostrado ser tan inocuas, o más, • El rendimiento de las cosechas tiene que superar las que las producidas por métodos convencionales. En el futuro, espectaculares mejoras conseguidas en el siglo XX para los adelantos en biotecnología agrícola darán por resultado atender a la creciente demanda y ahorrar espacio abierto.
plantas más resistentes a la sequía, al calor y al frío; plantas • Los insumos necesarios para la agricultura intensiva, que exigirán menos aplicaciones de fertilizantes y plaguicidas, como agua y fertilizantes, tienen que reducirse.
producirán vacunas para evitar enfermedades contagiosas • Es necesario obtener cosechas que prosperen en graves y tendrán otras características deseables. condiciones inhóspitas, a fin de poder utilizar suelos poco fértiles para cultivar importantes cosechas, prolongar las temporadas agrícolas y asegurar que el rendimiento no Richard Hamilton y Richard B. Flavell son, respectiv-
merme a causa de la sequía, el calor, el frío y otras inclem- amente, director ejecutivo y director científico de Ceres, Inc., compañía privada de biotecnología. Robert B. Goldberg es
• El efecto ambiental de la agricultura debido al uso de catedrático de biología molecular, celular y de desarrollo de la plaguicidas, herbicidas y fertilizantes tiene que disminuir. Universidad de California, Los Ángeles. Por ejemplo, mediante ingeniería genética se tienen que obtener plantas resistentes a las plagas, capaces de absorber as plantas y la agricultura han desempeñado un con más eficacia los nutrientes del suelo y competir con importante papel en el desarrollo y adelanto de la éxito con las malas hierbas por el agua y la luz.
civilización. Las plantas proporcionan suministros • Los cultivos alimentarios tienen que ser perfecciona- sostenibles de alimentos para los seres humanos, pienso das al máximo para mejorar la salud y nutrición huma- para los animales, fibra para la construcción y la ropa, nas, al proporcionar vitaminas, aminoácidos y proteínas medicinas y fármacos, perfumes, productos químicos para esenciales que ayuden a eliminar la malnutrición y las procesos industriales, energía para cocinar y calentar y, en fechas más recientes, biomasa para atender a la creciente • Es preciso obtener nuevos cultivos para fines ener- demanda de combustibles para el transporte. Las plantas géticos, de alto rendimiento, que se puedan usar como también desempeñan una importante función ambiental fuente renovable de biomasa para combustibles, con ob- al evitar la erosión del suelo, aumentar la concentración de jeto de limitar nuestra dependencia de un sistema energé- oxígeno en la atmósfera, reducir las emisiones de dióxido tico basado en el petróleo.
de carbono de la combustión de combustibles fósiles y • Necesitamos "volver al futuro" y obtener por técnicas enriquecer el suelo con nitrógeno, que reciclan entre el de ingeniería botánica plantas especiales, capaces de fun- suelo y la atmósfera. cionar como fábricas de productos químicos y proteínas para fines médicos e industriales, por ejemplo, precursores eJOURNAL USA Perspectivas Económicas / Octubre de 2005 plásticos y vacunas para combatir patógenos humanos y animales.
Estos desafíos exigirán el uso de las técnicas molecula- res y fitogenéticas más avanzadas actualmente disponibles, así como la creación de otras nuevas. Ningún tiempo pasado ha sido tan estimulante para la biología vegetal y la agricultura, y la revolución tecnológica creada por la era genómica brinda una oportunidad única de alcanzar estas metas en el curso de los próximos veinte años, si no antes.
EL USO DE LA BIOTECNOLOGÍA PARA OB-
TENER NUEVOS CULTIVOS
Volker Steger/Peter A Tomates resistentes al moho, obtenidos por ingeniería genética, y La mayor parte de las plantas que cultivamos actual- tomates ordinarios. mente no proceden de un jardín del Edén mítico, ni cre-cen de manera "natural". Al contrario, la mayor parte de seleccionar, de una gran población, el pequeño grupo de los cultivos importantes fueron modificados por nuestros cambios que da por resultado un cambio positivo. En antepasados hace miles de años, a partir de especies silves- la gran mayoría de los casos, los cambios genéticos que tres, mediante selección y mejora, para dotarlos de carac- se producen son desconocidos. En cambio, la ingeniería terísticas más favorables para el consumo humano. Estos genética es una solución más precisa y, debido a ello, se ingenieros genéticos primitivos aprendieron a reconocer puede usar para obtener nuevas y valiosas características en las mutaciones casuales que aparecían en las poblaciones una pequeña fracción del tiempo necesario para seguir las de plantas silvestres y a usar esta variabilidad genética para técnicas relativamente imprecisas del cultivo tradicional. obtener las plantas alimentarias que consumimos hoy. Por Los genes que se han caracterizado ampliamente se pu- ejemplo, el maíz se obtuvo de la gramínea teocinte hace eden introducir en plantas de cultivo de una forma precisa 10.000 años, mediante la selección de unos pocos genes y dirigida para generar nuevas plantas, mejoradas genética- que controlan el tamaño de la mazorca, la estructura y el mente, con características que no se podrían lograr con los número de los granos y la arquitectura de la planta. Casi métodos clásicos de cultivo.
todas las plantas que consumimos hoy, como trigo, soja, arroz, patata, repollo, brécol y tomate, fueron modifi- EL CRECIMIENTO Y LAS VENTAJAS DE LAS
cadas de manera similar, es decir, mediante tecnologías genéticas, para crear nuevas combinaciones de genes en una especie de planta y seleccionar después las mejores Las primeras plantas obtenidas por ingeniería genética características en la progenie.
a principios de los años ochenta eran resistentes a los Las principales innovaciones que están transformando herbicidas y a los insectos. Hoy, estas dos características, la agricultura son tecnologías de ingeniería genética que resistencia a los herbicidas y a los insectos, dan cuenta permiten aislar genes nuevos, manipularlos y volver a de la mayoría de las plantas biotecnológicas. Durante los insertarlos en plantas; la posibilidad de regenerar casi últimos 20 años se ha desplegado un esfuerzo mundial cualquier especie de planta del cultivo de tejidos en una para aislar los genes que proporcionen una larga lista de planta fértil; y la invención de tecnologías genómicas de características señaladas por fitogenetistas, agricultores, alto rendimiento. Estas últimas permiten trazar el mapa consumidores y empresarios para mejorar una variedad de y descifrar la secuencia de genomas enteros de plantas plantas. La biotecnología vegetal y la ingeniería genética e identificar los genes que controlan todos los procesos son hoy día actividades importantes de los sectores pú- vegetales, incluidos los que pueden contribuir a solucionar blico y privado y están pasando a ser parte importante de los desafíos de la agricultura en el futuro, como genes para la fitogenética de todos los continentes. De hecho, ningún la resistencia a las enfermedades o a la sequía, número y tiempo pasado ha sido tan estimulante para la agricultura, tamaño de los granos.
porque las poderosas tecnologías del genoma permiten En el plano genético, el cultivo tradicional de plantas identificar genes que pueden revolucionar la producción depende de la introducción de mutaciones al azar, o vari- de plantas en el curso de los próximos 50 años.
abilidad genética, en el genoma de una planta y después En 2005 celebramos 10 años de cultivo de plantas Perspectivas Económicas / Octubre de 2005 eJOURNAL USA Estados Unidos es el principal productor de plantas biotecnológicas, con más de 48 millones de hectáreas, seguido de Argentina (16 millones de hectáreas), Canadá (6 millones de hectáreas), Brasil (4,8 millones de hec-táreas) y China (4 millones de hectáreas). El valor de los cultivos biotecnológicos es de cerca de 5.000 millones de dólares, lo que supone 15 por ciento y 16 por ciento de la producción mundial de plantas y de mercados de semillas, respectivamente. Los cultivos biotecnológicos están rindi-endo importantes beneficios a través de alimentos, piensos y fibras más asequibles, que requieren menos plaguicidas, conservan más suelo y permiten la existencia de un medio ambiente más sostenible. Además, el ingreso anual de los agricultores pobres del mundo en desarrollo ha aumen-tado considerablemente gracias al uso de plantas biotec-nológicas, según datos recientes de la Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación. La mayor parte del valor añadido ha beneficiado a estos agricultores en vez de a los proveedores de la tecnología.
Campo de algodón.
biotecnológicas. Durante ese período se han cultivado 400 millones de hectáreas de plantas biotecnológicas mejora-das genéticamente. Las plantas biotecnológicas han sido adoptadas por agricultores de todo el mundo a un ritmo más rápido que cualquier otra variedad de plantas en la historia de la agricultura, incluido el maíz híbrido de alto rendimiento el siglo pasado. Desde su introducción en Plantas de arroz modificadas genéticamente. 1996, el uso de plantas biotecnológicas mejoradas gené- LOS TEMORES QUE LIMITAN EL CRECIMIEN-
ticamente ha aumentado a un ritmo de más de 10 por TO DE LOS CULTIVOS BIOTECNOLÓGICAS
ciento al año, y en 2004, según datos del Servicio Inter-nacional para la Adquisición de Aplicaciones Agrobiotec- Aunque las plantas producidas mediante la biotec- nológicas, aumentó 20 por ciento. Las principales plantas nología y la ingeniería genética han sido adoptadas con portadoras de nuevos genes biotecnológicos son la soja, el gran rapidez y son las más estudiadas y analizadas de la maíz, el algodón y la canola, que representan, respectiva- historia humana, la biotecnología agrícola no es ajena a mente, 56 por ciento, 14 por ciento, 28 por ciento y 19 la controversia. La oposición al uso de la biotecnología por ciento de la superficie mundial dedicada a estos culti- y los organismos de ingeniería genética derivados de ella vos. Juntos, ocupan cerca de 30 por ciento de la superficie está limitada en gran parte a Europa, donde un pequeño, mundial dedicada a estos cultivos. En Estados Unidos, la pero muy activo, grupo de activistas ha atizado la opinión soja biotecnológica (resistente a los herbicidas), el maíz pública en contra de la tecnología.
(resistente a los herbicidas y a los insectos) y el algodón En un entorno donde las alarmas alimentarias no (resistente a los herbicidas y a los insectos) representan, relacionadas con la biotecnología, por la enfermedad de aproximadamente, 85 por ciento, 75 por ciento y 45 por las vacas locas y la dioxina, han erosionado la confianza ciento, respectivamente, de la superficie total dedicada a pública de los europeos en el control fiscalizador de su estos cultivos.
eJOURNAL USA Perspectivas Económicas / Octubre de 2005 el campo, pueden producir hasta 30 microgramos de beta caroteno, precursor de la vitamina A, según un reciente artículo de Jacqueline Paine y otros. Los autores calculan que esta cantidad de beta caroteno proporcionaría, al menos, 50 por ciento de la dosis diaria recomendada de vitamina A en una porción normal para niños, de 60 gramos.
Además de aumentar la producción de alimentos, piensos y fibra, la biotecnología está haciendo una importante contribución al sector energético. Los adelantos en biotecnología han hecho posible la producción de grandes cantidades de celulasas de bajo Varios maíces híbridos se cultivan para la producción de etanol.
costo, que se pueden utilizar para convertir la celulosa en azúcares simples que, a su vez, se pueden transformar, suministro alimentario, los grupos activistas han podido mediante fermentación, en combustibles como el etanol. generar considerable desconfianza de la biotecnología Recientes cálculos del Departamento de Energía de agrícola. Esta desconfianza es injustificada: los temores Estados Unidos indican que, para 2020, Estados Unidos hipotéticos no se han confirmado después de más de 10 podría obtener de biomasas 30 por ciento o más de sus años de uso inocuo y más de 400 millones de hectáreas combustibles para el transporte. La biotecnología agrícola plantadas con variedades mejoradas genéticamente. No puede incrementar esa cifra mejorando la densidad se conocen casos de efectos adversos de estas cosechas del rendimiento de la biomasa, perfeccionando las en seres humanos y existen beneficios ambientales características de la elaboración de los piensos de biomasa demostrables. De hecho, estudios importantes publicados y reduciendo la necesidad de insumos agronómicos tales en revistas revisadas por científicos expertos en la como agua, fertilizantes y plaguicidas.
materia, en el curso de los últimos cinco años, indican Varios países claves, en particular Estados Unidos que las plantas biotecnológicas son considerablemente y China, están fomentando la biotecnología agrícola, equivalentes a sus semejantes no biotecnológicas, que haciendo las inversiones necesarias en investigación y los rendimientos han aumentado, que las aplicaciones desarrollo y ofreciendo un sistema normativo viable para de plaguicidas han disminuido, que grandes cantidades la introducción y comercialización de nuevas plantas de suelo se han conservado y que las prácticas de gestión mejoradas por medios biotecnológicos.
han conseguido evitar o reducir al mínimo la resistencia Si vamos a crear una nueva modalidad de agricultura a las plantas resistentes a los insectos. Aunque ninguna en el siglo XXI, que sea sostenible y rentable con respecto tecnología está completamente exenta de riesgo, las a la seguridad alimentaria y la autosuficiencia energética, plantas biotecnológicas han demostrado ser tan inocuas, o tendremos que emplear todas las herramientas científicas más, que las producidas por métodos convencionales.
y los descubrimientos a nuestra disposición, incluidas la biotecnología y la ingeniería genética, y seguir el camino ¿QUÉ NOS TRAERÁ EL FUTURO?
continuo de los adelantos agrícolas que han permitido a la humanidad progresar durante miles de años. ■ Los próximos diez años, los adelantos en biotecnología agrícola darán por resultado plantas más resistentes a la sequía, al calor y al frío; plantas que exigirán menos Las opiniones expresadas en este artículo no reflejan necesariamente los aplicaciones de fertilizantes y plaguicidas, producirán puntos de vista ni las políticas del gobierno de Estados Unidos. vacunas para prevenir enfermedades contagiosas importantes, tendrán más semillas y de mayor tamaño, más contenido nutritivo y podrán regenerarse sin necesidad de fertilización, fijando el vigor híbrido. También se producirán plantas de mayor valor nutritivo para contribuir a aliviar la malnutrición en el mundo en desarrollo. Actualmente, las plantas de la variedad de "arroz dorado 2", que están siendo sometidas a pruebas en Perspectivas Económicas / Octubre de 2005 eJOURNAL USA LOS INSECTOS BIOTECNOLÓGICOS
Después de las curas milagro y los alimentos
Los mosquitos MG encierran la promesa milagro, los insectos modificados de una solución limpia y radical al problema genéticamente (MG) están dando mucho que A de la malaria. Los científicos quieren modificar hablar en los círculos científicos como el posible genéticamente insectos machos, que pueden próximo "milagro" de la biotecnología. La feliz después ser criados, esterilizados y puestos en aplicación de insectos MG podría mejorar de AP/WWP/USD libertad para que se apareen con las hembras. manera radical la salud pública, en particular en Esta reproducción truncada conduciría a la los países en desarrollo, aumentar la producción agrícola y erradicación, o al menos a una reducción radical, de la mejorar el medio ambiente natural, según algunos científicos. población natural de mosquitos.
También podría hacernos pensar dos veces antes de matar a Otro método sería infiltrar genes de resistencia a la malaria un mosquito que se ha nos ha posado en el cuello, porque en la población actual de estos insectos. Esta infiltración, de podría estar combatiendo una enfermedad en lugar de efectuarse con una frecuencia suficientemente alta, podría reducir la transmisión de la enfermedad, según Anthony Dos tipos de insectos MG son actualmente objeto de James, profesor de biología y bioquímica de la Universidad de investigación paratransgénica y transgénica. Los insectos California, en Irvine.
paratransgénicos se crean mediante la integración de un Ya se han llevado a cabo las primeras pruebas confinadas fragmento de ADN manipulado en el laboratorio (conocido en el terreno con distintos insectos MG, y se espera que como el transgén) en los microbios que habitan normalmente algunos proyectos alcancen la fase de liberación total en su canal alimentario. Los genes expresados en estos microbios el medio ambiente en un plazo de tres a cinco años. Pero pueden alterar las características del insecto anfitrión. Los no se prevé la liberación de enjambres de insectos MG en insectos transgénicos son el producto de la integración física el futuro próximo. Los obstáculos tecnológicos y de otra de transgenes en los cromosomas de un insecto.
índole impedirán a los científicos y a los comerciantes iniciar La alteración genética de un insecto para que toda su liberaciones de insectos transgénicos en gran escala antes progenie quede también alterada genéticamente exige que la de que transcurran, al menos, cinco o 10 años, según Luke integración inicial del transgén ocurra en los cromosomas de Alphey, del Departamento de Zoología de la Universidad de células productoras de esperma o huevos (la mayor parte de los insectos se reproducen sexualmente). Los insectos MG Los científicos y las autoridades reguladoras también necesitan tener características fácilmente visibles para que los tienen que hacer frente a las incertidumbres de los efectos científicos u otros interesados puedan controlarlos durante duraderos que esos insectos pudieran tener en los ecosistemas, la investigación, por ejemplo, para separar los machos de las la salud pública y la seguridad de los alimentos. Además, el hecho de que los insectos no respetan fronteras plantea Los científicos están trabajando para producir una problemas reglamentarios internacionales que el mundo gran variedad de insectos dotados de características nuevas nunca ha conocido con plantas MG. Estados Unidos que les permitan combatir con éxito la propagación de y otros muchos gobiernos todavía no tienen políticas enfermedades contagiosas, controlar hierbas y plagas dañinas, integrales sobre cómo abordar la cuestión de los insectos y elaborar productos farmacéuticos. Por ejemplo, se puede transgénicos, y las organizaciones internacionales no alterar genéticamente a las abejas para hacerlas resistentes a participan todavía en el proceso regulador pertinente. enfermedades y parásitos, y los gusanos de seda modificados En consecuencia, en un informe de 2004 de la Pew genéticamente pueden producir proteínas industriales para su Initiative on Food and Biotechnology (Iniciativa Pew sobre uso en la creación de nuevos materiales.
Alimentos y Biotecnología) se llega a la conclusión de que No obstante, por productivas que puedan ser estas la investigación amenaza con adelantarse a la elaboración abejas y estos gusanos de seda, el verdadero interés radica de reglamentaciones. El informe dice que si las autoridades en los insectos MG que puedan salvar vidas. Los mosquitos normativas y los científicos quieren disponer de una serie de propagan la malaria, que infecta de 300 a 500 millones normas claras antes de que estén listos los programas para de personas y mata a más de un millón al año, según la llevar a cabo las pruebas no confinadas en el terreno, tienen Organización Mundial de la Salud. Los plaguicidas químicos que empezar las discusiones ahora. ■ actualmente en uso repercuten de manera adversa en la salud humana y el medio ambiente, y la aparición de insectos Fuente: Adaptado de materiales producidos por la Pew resistentes a muchos plaguicidas ha comprometido la eficacia Initiative on Food and Biotechnology, incluidos documentos de las conferencias de septiembre de 2004 sobre insectos biotecnológicos.
de estos productos.
eJOURNAL USA Perspectivas Económicas / Octubre de 2005 EL DISEÑO DE NUEVOS MATERIALES Y
Al imitar a la naturaleza, los científicos están diseñando tareas concretas, los nanobiotecnólogos diseñan hoy, modalidades moleculares totalmente nuevas, que pueden poco a poco y de abajo a arriba, modalidades moleculares servir de modelo para nuevos materiales y máquinas completamente nuevas que conforman materiales nuevos moleculares avanzadas. En el incipiente campo de la y máquinas moleculares avanzadas. En la próxima nanotecnología, se utilizan elementos básicos naturales generación, adelantos como los nuevos materiales para como los aminoácidos para crear estructuras como péptidos reparar tejidos dañados y las máquinas moleculares que y proteínas, para su aplicación en los campos de la medicina aprovechan la energía solar a partir de los aminoácidos y la energía. Los nanobiotecnólogos han comenzado a y lípidos más diminutos, tendrán seguramente enorme aprovechar el autoensamblaje molecular para elaborar impacto en nuestra sociedad y en la economía mundial.
nuevas nanobioestructuras como los nanotubos para la La biotecnología moderna ha producido una amplia fundición de metales, las nanovesículas para encapsular gama de productos útiles como la insulina humana y las medicamentos y los armazones de nanofibras para el nuevas vacunas. Pero lo que queda por delante puede ser cultivo de tejidos nuevos. Han construido también un aún más revolucionario. Por ese motivo, los gobiernos, fotosistema en nanoescala, de densidad extremadamente tanto grandes como pequeños, y las industrias, tanto alta, y máquinas moleculares ultralivianas para capturar la locales como mundiales, procuran cada vez más atraer energía solar. Con mejores conocimientos de estos fenómenos, talento e inversión al campo de la biotecnología. No aparentemente inabordables, la humanidad podrá usar cabe duda de que con la ayuda de las herramientas de la algún día nanodispositivos para reparar órganos del cuerpo nanotecnología, la biotecnología se expande a un ritmo o rejuvenecer la piel, mejorar las capacidades humanas, acelerado y que lo mejor está todavía por llegar.
aprovechar la ilimitada energía solar y lograr otras proezas que hoy parecen imposibles. IMITACIÓN DE LA NATURALEZA
Shuguang Zhang es director adjunto del Centro
La propia naturaleza es la maestra experta en lo de Ingeniería Biomédica del Massachusetts Institute of que se refiere a elaborar, átomo por átomo y molécula por molécula, extraordinarios materiales y máquinas moleculares. Las conchas, las perlas, el coral, los huesos, los dientes, la madera, la seda, el cuerno, el colágeno, Hace unos 10.000 años, el hombre empezó a las fibras musculares y las matrices extracelulares son domesticar plantas y animales. Ha llegado la hora de apenas unos pocos ejemplos de materiales naturales. Los domesticar las moléculas. conjuntos macromoleculares multifuncionales, como la . — Instituto Whitehead de Investigación hemoglobina, las polimerasas y los canales de membrana Biomédica, Massachusetts Institute of Technology son esencialmente máquinas moleculares de exquisito a biotecnología, conocida principalmente por sus A través de miles de millones de años de selección y aplicaciones en la medicina y la agricultura, se evolución moleculares, la naturaleza ha producido un centra cada vez más en la elaboración de nuevos conjunto básico de elementos básicos moleculares que materiales y máquinas biológicas con diversas estructuras, incluye a 20 aminoácidos, unos cuantos nucleótidos funciones y usos. El advenimiento de la nanotecnología - unidades estructurales de ácidos nucleicos como el ha acelerado esta tendencia. Gracias a la pauta que ácido ribonucleico (RNA) y el ácido desoxirribonucleico ofrece la naturaleza, que durante miles de millones de (ADN) -, una docena aproximada de moléculas lípidas, años ha pulido y dado forma a los distintos motivos y dos docenas de azúcares. A partir de estos elementos arquitectónicos moleculares, que llevan a cabo numerosas básicos aparentemente simples, los procesos naturales son Perspectivas Económicas / Octubre de 2005 eJOURNAL USA capaces de dar forma a una gama enormemente variada de insectos y nuestras células elaboran una enorme cantidad de unidades que pueden a su vez organizarse en estructuras, colágenos para mantener unidas a las células a fin de formar materiales y máquinas moleculares avanzadas que no sólo tejidos y órganos.
presentan una alta precisión, flexibilidad y capacidad de Si reducimos las unidades de construcción mil millones autocorrección, sino que son también autosustentables de veces hasta llegar a la nanoescala, podemos construir y pueden evolucionar. Por ejemplo, los sistemas de materiales y máquinas moleculares a partir de unidades fotosíntesis de algunas bacterias y todas las plantas verdes prefabricadas, de forma similar al ensamblado de una casa toman la luz solar y la convierten en energía química. Cuando hay menos luz solar, como ocurre, por ejemplo, Los péptidos elaborados a partir de aminoácidos en aguas profundas, los sistemas de fotosíntesis deben son unidades arquitectónicas moleculares que han evolucionar para llegar a ser más eficientes en su captación resultado ser muy útiles para desarrollar nuevos de la luz solar.
materiales nanobiológicos. En el agua y en los fluidos A principios de la década de los noventa, los corporales, estos péptidos forman armazones bien biotecnólogos comenzaron a aprender a manipular los ordenados de nanofibras, útiles para el crecimiento de elementos básicos naturales que tenían por lo menos una tejido tridimensional y para la medicina regenerativa. dimensión de entre un nanómetro (la milmillonésima parte Por ejemplo, mediante el uso de armazones biológicos de un metro) y 100 nanómetros, para fabricar estructuras y células, los científicos han fabricado cartílago y moleculares nuevas, lo que introdujo la ciencia y la huesos artificiales para reemplazar tejidos dañados. tecnología en la era del diseño de materiales moleculares. Aún más, han demostrado también que las nanofibras Al igual que la arcilla y el agua se pueden combinar para péptidas de autoensamblaje de diseño pueden detener fabricar ladrillos de múltiples usos que, a su vez, pueden de inmediato la hemorragia, característica útil para las utilizarse para construir paredes como la Gran Muralla intervenciones quirúrgicas. Los nuevos péptidos han resultado sorprendentemente útiles en la administración de medicamentos, proteínas y genes, porque pueden encapsular ciertos fármacos insolubles y llevarlos hasta las células y otras zonas del cuerpo. Son también esenciales para en la elaboración de máquinas moleculares biosolares de recolección de energía, que utilizan el fotosistema de la espinaca o de las hojas de árboles.
AUTOENSAMBLAJE MOLECULAR
Todas las moléculas biológicas, incluidos los péptidos y las proteínas, se relacionan entre sí y se auto-organizan naturalmente para formar estructuras bien definidas con funciones concretas. Mediante la observación de los procesos a partir de los que se ensamblan estas estructuras en la naturaleza, los nanobiotecnólogos han comenzado a explotar el autoensamblaje en la naturaleza para elaborar nuevas nanobioestructuras como nanotubos para la fundición de metales, nanovesículas para el encapsulado Nanomaterial tridimensional formado a partir de minúsculas de medicamentos, y armazones de nanofibras para cultivar gotitas de metal líquido sobre una superficie de silicio.
tejidos nuevos.
china, casas o caminos, los elementos básicos naturales El autoensamblaje molecular entraña en su mayoría como los aminoácidos pueden emplearse para crear vínculos débiles - como cuando dos personas se toman estructuras como los péptidos y las proteínas, que pueden de la mano -, que pueden unirse y separarse rápidamente. emplearse para una variedad de propósitos. Por ejemplo, Esto se diferencia marcadamente de los vínculos los animales echan pelo o lana para mantenerse calientes, sumamente firmes que unen nuestros brazos con nuestro algunos mariscos fabrican conchas para proteger sus tejidos cuerpo. Las interacciones moleculares débiles como el de las lesiones, las arañas hilan telarañas para capturar vínculo del hidrógeno o el vínculo iónico desempeñan eJOURNAL USA Perspectivas Económicas / Octubre de 2005 individualmente una función indispensable en todas largo. Un dispositivo nanoarmazón de liberación lenta las estructuras biológicas y sus acciones recíprocas. El puede implantarse en la piel con suficientes insumos del vínculo del hidrógeno, mediado por el agua, en el cual medicamento para que dure meses o años. numerosas moléculas de agua actúan como puente para conectar dos partes separadas, es de especial importancia LA CREACION DE ELEMENTOS BÁSICOS
para los sistemas biológicos, dado que todos los materiales biológicos interactúan con el agua. Dicho vínculo, que se encuentra en todos los colágenos, aumenta la humedad Usando como guía los lípidos naturales, se ha durante un tiempo prolongado.
diseñado una nueva clase de detergentes peptídicos con En su condición de elementos básicos moleculares, los características de lípidos. Estos péptidos contienen entre péptidos diseñados se parecen a las piezas de Lego en las siete y ocho aminoácidos, lo que les concede una longitud que tanto las clavijas como los agujeros han sido dispuestos similar a la de los lípidos naturales, y lo que hace que las de una manera determinada y pueden ensamblarse en paredes celulares sean 20.000 veces más delgadas que el estructuras bien formadas. Llamados a menudo "péptidos diámetro de un cabello humano.
Lego", estos nuevos ladrillos moleculares se ensamblan Un detergente peptídico simple con características espontáneamente en nanoestructuras bien formadas en de lípido produce estructuras notablemente complejas y Energía solar de la espinaca
Los investigadores han elaborado una célula
solar que utiliza proteína vegetal para
convertir la luz en energía eléctrica.
las moléculas de Célula de energía
1. La luz solar resplandece a
péptidos Lego se de la espinaca
través del vidrio.
unen para formar Electrodo de vidrio
2. Las proteínas fotosintéticas
transparente recubierto nanofibras bien absorben la luz.
con una capa delgada ordenadas que se Proteína de
3. Los electrones atraviesan un
siguen asociando espinaca y bacterial
semiconductor orgánico, se arquitectónicas reúnen en el electrodo de plata y producen una corriente.
Electrodo de plata
Las células prototípicas pueden generar corriente hasta por 21 días, convirtiendo en electricidad sólo 12 FUENTES: Marc Baldo, MIT Research Lab; por ciento de la luz absorbida. La Nanoletter, junio de 2004 mayoría de las células solares corrientes tienen una eficiencia del 20 al 30 por GLOBE STAFF GRAPHIC/HWEI WEN FOO Figura 1. El chip de espinaca y la máquina molecular de recolección de energía biosolar. Los fotones son materiales es el PuraMatrix, (ya sea del sol o de cualquier otra luz), pueden ser convertidos directamente en energía eléctrica mediante la combinación del sistema fotosintético de una planta verde natural y el material para estabilizar semiconductor carbono C60 y materiales semiconductores – electrodos de oro y de plata.
debido a su pureza como armazón biológico de diseño membrana notablemente difíciles de estabilizar - moléculas biotecnológico. Los investigadores biomédicos lo usan de proteína agregadas o asociadas con la membrana de una actualmente en todo el mundo para estudiar el cáncer y las célula - lo que abre nuevos caminos para superar uno de células pluripotenciales, así como para reparar tejido óseo.
los mayores desafíos de la biología, a saber: la obtención Dado que contienen poros de entre 5 y 200 nanómetros de imágenes claras de las ubicuas y vitales proteínas de y tienen un contenido de agua extremadamente alto, son de utilidad potencial en la preparación de células Numerosos medicamentos ejercen su efecto a través tridimensionales y el crecimiento de tejidos, así como de las proteínas de membrana. Pero sigue siendo en en medicina regenerativa. Además, el tamaño pequeño su mayoría desconocido cómo estos medicamentos de los poros de estos armazones podría permitir que los interactúan con las proteínas de membrana al nivel medicamentos se liberaran lentamente, de modo que molecular más fino. Los detergentes peptídicos prometen las personas no tendrían que tomarse sus medicamentos cambiar esto. Si podemos comprender plenamente las varias veces por día, sino una vez en un periodo más interacciones de estas proteínas, puede que podamos Perspectivas Económicas / Octubre de 2005 eJOURNAL USA elaborar fármacos más eficaces y eficientes, con pocos contaríamos con una fuente de energía limpia y casi efectos secundarios, o con ninguno.
Los nanobiotecnólogos, tomando prestado de bacterias EL APROVECHAMIENTO DE LA ENERGÍA
y plantas verdes el fotosistema de recolección de energía, han demostrado que los fotones pueden convertirse directamente en electrones mediante las recientemente El estudio detallado de la función de las proteínas diseñadas máquinas moleculares biosolares. Por medio de de membrana es apenas un ejercicio para comprender una combinación de ingeniería de precisión e ingeniería el fenómeno. Al profundizar nuestro conocimiento biológica del fotosistema, han construido un fotosistema acerca de la comunicación de las células con su entorno, en nanoescala de alta densidad extremada y máquinas averiguamos la manera en la que los sistemas vivos moleculares ultra livianas de recolección de energía solar.
responden a sus entornos. Con este conocimiento Para fabricar una máquina molecular de recolección de práctico, los nanobiólogos han comenzado a elaborar energía biosolar se requieren dos componentes claves: un máquinas moleculares avanzadas, capaces de desarrollar sistema de producción de energía biosolar (fotosistema) sensores extremadamente sensibles con fines de detección de hojas de plantas verdes y los detergentes peptídicos médica, o para aprovechar la energía biosolar. Por diseñados. Para la producción de energía solar se usó un ejemplo, los antiguos médicos chinos olían a un paciente fotosistema más simple. Originalmente, los científicos para diagnosticar un problema médico, porque creían purificaron el sistema de fotosíntesis de la espinaca, y que una enfermedad puede cambiar el olor corporal o recientemente han informado que purificaron con éxito las secreciones del paciente. En la medicina moderna, se sistemas fotosintéticos de arces, pinos y robles y de hojas utilizan diversos instrumentos para hacer un diagnóstico de bambú. Todo el complejo del fotosistema, de sólo 20 preciso. En el futuro, un sensor de olor tan refinado como nanómetros de altura, fue fijado en una superficie de oro la nariz de un perro podría ayudar a diferenciar entre las con una orientación vertical.
personas con problemas médicos y las personas sanas. En Continúa la experimentación para idear maneras de el Reino Unido, los perros han demostrado su capacidad aumentar la cantidad y duración de la energía producida para identificar a las personas que padecen de cáncer, por esta nueva y emocionante máquina de recolección de olfateando sus olores.
energía molecular (véase figura 1).
Nadie discutiría que la energía asequible, sostenible y ambientalmente sana es un requisito del bienestar de ¿QUÉ NOS DEPARA EL FUTURO?
la civilización moderna. Dados los daños ambientales que causa la contaminación de los combustibles fósiles El desarrollo constante de materiales de y la demanda creciente de energía a nivel mundial, los nanobiotecnología y máquinas moleculares ahondará problemas energéticos del mundo son ahora más urgentes nuestro conocimiento de fenómenos aparentemente que nunca. Las soluciones alternativas, durante largo incomprensibles. La ingeniería en nanoescala mediante tiempo debatidas pero raramente perseguidas, se buscan el diseño molecular de péptidos autoensamblados es una ahora urgentemente.
tecnología facilitadora que desempeñará, probablemente, Aún más, la naturaleza cada vez más móvil de la un papel cada vez más importante en el futuro de la informática y las comunicaciones, y la nanonización biotecnología y que cambiará nuestras vidas en las de materiales y máquinas moleculares exigen que se décadas futuras. Por ejemplo, los tejidos envejecidos y desarrollen fuentes de energía más pequeñas, livianas dañados podrán ser reemplazados por los armazones que y autosostenibles. Una fuente obvia de energía infinita estimularán a las células a reparar órganos del cuerpo o a es el sol. La naturaleza ha creado un sistema eficaz para rejuvenecer la piel. Puede que en el futuro seamos capaces convertir fotones directamente en electrones y luego en también de nadar y bucear como delfines, o escalar energía química. Las plantas verdes y otros organismos montañas con un aparato pulmonar de nanoarmazón biológicos han venido usando este sistema durante miles que pueda transportar oxígeno. Es posible prever que de millones de años.
pintemos automóviles y casas con máquinas moleculares La mayor parte de la energía de la tierra se obtiene de fotosíntesis que puedan aprovechar, para todas las de la fotosíntesis mediante fotosistemas, el más eficiente poblaciones del planeta y no sólo para unos pocos sistema de recolección de energía. Si se pudiera aprovechar acaudalados, la energía solar ilimitada.
la energía producida por los fotosistemas naturales, Apenas hemos dado comienzo a un gran viaje, y eJOURNAL USA Perspectivas Económicas / Octubre de 2005 haremos muchos descubrimientos inesperados. Aunque los nanotecnólogos encaran muchos retos, persiguen activamente muchas cuestiones relacionadas con la fabricación molecular de materiales compuestos y máquinas moleculares. Los péptidos biotécnicos autoensamblados se pueden considerados los elementos básicos para la elaboración de materiales nuevos y de futuras máquinas moleculares construidas por el hombre. Estos péptidos pueden diseñarse también conjuntamente para incorporar otros elementos básicos como los azúcares, los lípidos, los ácidos nucleicos y un gran número de cristales de metales. La naturaleza nos ha inspirado y ha abierto la puerta de sus secretos. Corre por cuenta de nuestra imaginación expandir sus materiales y máquinas moleculares. ■ Las opiniones expresadas en este artículo no reflejan necesariamente los puntos de vista ni las políticas del gobierno de Estados Unidos. eJOURNAL USA Perspectivas Económicas / Octubre de 2005 Ejemplos de nuevos materiales
Los péptidos Lego, llamados también péptidos autocomplementarios, tienen 16 aminoácidos que miden
alrededor de cinco nanómetros. Las moléculas de los péptidos Lego forman armazones de nanofibras que se pueden utilizar en los estudios de células cancerosas y células pluripotenciales, así como para la reparación de tejido óseo en medicina. Los detergentes peptídicos, cuyo tamaño es alrededor de dos nanómetros, pueden
autoensamblarse y formar nanotubos y nanovesículas cuyo diámetro oscila entre los 30 y 50 nanómetros. Estos nanotubos conforman, a su vez, una red interconectada que puede utilizarse para desarrollar fármacos más eficaces y eficientes, con menos efectos secundarios. La tinta peptídica, que mide alrededor de cuatro
nanómetros, puede emplearse como tinta en una impresora de inyección para imprimir directamente sobre una superficie, creando así instantáneamente cualquier diseño. La tinta peptídica, como la azul y la roja, sirve para alterar instantáneamente la propiedad de una superficie, de modo que las células puedan fijarse directamente a ella. Puede emplearse para desarrollar sensores basados en células y revestimientos de injertos médicos. Cuando la tinta peptídica se aplica sobre la superficie de un determinado diseño o forma, las células nerviosas de las ratas llegan a deletrear, por ejemplo, las siglas M.I.T., como se muestra aquí. Perspectivas Económicas / Octubre de 2005 eJOURNAL USA ¿ADÓNDE SE DIRIGE LA NANOTECNOLOGÍA?
Akhlesh Lakhtakia iense en pequeño, sueñe a lo grande", es nanopartículas tienen tres dimensiones en la escala Tuna frase típica en círculos de investigación nanométrica.
científica para referirse a la promesa que encierra la La nanotecnología se clasifica en tres tipos. El nanotecnología. Relegada en una época a la ficción uso industrial de nanopartículas en la pintura de pura, la nanotecnología se vincula cada vez más a automóviles y los cosméticos es un ejemplo de los adelantos en biotecnología y tecnología de la nanotecnología incremental. Los sensores a nanoescala información. Con un gasto anual de investigación que, que explotan las propiedades fluorescentes de discos según se calcula, superó en 2004 denominados puntos cuánticos los 2.600 millones de dólares (que miden entre 2 y 10 en Estados Unidos, el prefijo nanómetros de diámetro), así "nano" se abre incluso camino como las propiedades eléctricas en la cultura popular, desde los de los nanotubos de carbono horóscopos diarios a las tirillas (que miden entre uno y 100 cómicas de los periódicos.
nanómetros de diámetro), Sin embargo, el número representan la nanotecnología relativamente pequeño de evolucionaria, pero su aplicaciones que se han fabricado desarrollo se encuentra todavía para usos industriales representa en la etapa embrionaria. un "avance evolucionario, en La nanotecnología radical, lugar de revolucionario", según ingrediente de los relatos de un informe de un grupo de ciencia ficción, no figura aún expertos la Real Sociedad de "Encontraron un defecto en el nuevo chip. en el horizonte tecnológico.
Londres y la Real Academia de Parece que alguien se quedó dormido en el A escala nanométrica las propiedades de la materia La nanotecnología no es difieren de las propiedades un proceso único, ni involucra tampoco un material a escala grande debido a que las superficiales totales determinado. Más bien, el término nanotecnología por unidad de volumen son sumamente grandes a se refiere a todos los aspectos de la producción de escala nanométrica. Los efectos cuánticos también dispositivos y sistemas mediante la manipulación de desempeñan un papel a esta escala. Las propiedades materia a escala nanométrica.
y efectos de la nanoescala deberían transformar Tome un trozo de hilo de 2,5 centímetros de las prácticas actuales en electrónica integrada, largo y divídalo en 25 trozos, y a continuación divida optoelectrónica y medicina. Pero el paso del laboratorio cada uno de esos trozos en un millón de trozos más a la producción en masa está colmado de retos pequeños. Esos diminutos trozos miden alrededor de significativos, y la manipulación confiable a nanoescala un nanómetro. La capacidad de manipular materia y de la materia, sigue siendo una cuestión muy difícil de procesos a escala nanométrica existe, indudablemente, llevar a la práctica por razones económicas. Además, se en muchos laboratorios académicos e industriales. tienen muy pocos datos sobre los riesgos a la salud que De acuerdo con la definición de escala nanométrica pueden derivarse de la nanotecnología.
que ofrece el Consejo Nacional de Investigaciones La nanotecnología aparece en una etapa decisiva de de Estados Unidos, al menos una de las dimensiones nuestra civilización. Se está dando una convergencia pertinentes debe medir entre 1 y 100 nanómetros. Los sorprendente de nanotecnología, biotecnología y revestimientos ultradelgados tienen una dimensión a tecnología de la información. Algunas de las perspectivas escala nanométrica, y los nanoalambres y nanotubos sumamente agradables de esta simbiosis son, entre otras, tienen dos dimensiones a esta escala, en tanto que las los nuevos tratamientos médicos, tanto preventivos eJOURNAL USA Perspectivas Económicas / Octubre de 2005 como curativos; los sistemas de vigilancia de edificios, La convergencia convierte también en necesidad diques, barcos, aviones y otras estructuras vulnerables a apremiante una mejor regulación y fiscalización. desastres naturales y atentados terroristas; y los sistemas Dado que la mayoría del trabajo se lleva a cabo de producción de alto rendimiento energético que bajo los auspicios del gobierno se les debe dar más generan muy pocos residuos.
autoridad a los grupos de fiscalización ciudadana y La convergencia de las tres tecnologías está prevista. las organizaciones no gubernamentales, así como Actualmente, se elaboran moléculas de proteína, los grupos de expertos científicos del sector privado, como la kinesina, para transportar cargas moleculares, para supervisar estas investigaciones. De la misma en obleas de silicio, a distancias del orden de un manera, deben dictarse leyes que guíen la conducta de milímetro para uso final en sistemas de nanosensores personas a cargo de los programas gubernamentales de inteligentes y sistemas de manufactura molecular. nanotecnología, y los de contratistas privados.
En los laboratorios farmacéuticos se emplean células, La nanotecnología es, hoy, probablemente igual que bacterias y virus para fabricar cadenas complejas a fin Mozart a los cinco años, o sea, lleno de promesas y con de precipitar moléculas clínicamente útiles, sin generar lo mejor aún por llegar, si se le cuida y cultiva por unos moléculas perjudiciales. La nanotecnología se emplea también para fabricar laboratorios montados en un chip que lleva a cabo ensayos de fluidos biológicos, cuyos datos son accesibles a la vista y pueden ser Akhlesh Lakhtakia es catedrático eminente de almacenados y procesados electrónicamente. Se ingeniería y mecánica de la Pennsylvania State tiene previsto utilizar sistemas de administración de medicamentos a nanoescala, en organismos vivos, para modificar funciones biológicas concretas; por ejemplo, Las opiniones expresadas en este artículo no reflejan necesariamente los puntos de vista ni las políticas del gobierno de Estados Unidos. para desarrollar o aumentar la inmunidad contra patógenos determinados.
Perspectivas Económicas / Octubre de 2005 eJOURNAL USA ESTUDIO DE CASO: PROYECTO
INTERNACIONAL DE SECUENCIACIÓN
DEL GENOMA DEL ARROZ
Arroz dorado y arroz blanco normal.
Lo que comenzó como un proyecto de investigación arroz todos los días. Para gran porcentaje de ellos el arroz japonés se transformó en una iniciativa de investigación es la principal y posiblemente la única fuente de calorías.
internacional que produjo un instrumento clave para El poder suministrar arroz suficiente de alto contenido promover una segunda "revolución verde". Mediante la nutritivo es indispensable para satisfacer las necesidades de participación de investigadores y recursos de distintos países, la población mundial. Si bien la fitogenética convencional el Proyecto Internacional de Secuenciación del Genoma ha aumentado significativamente la producción del arroz, del Arroz (IRGSP) logró producir en 2005 un "mapa" de las iniciativas internacionales de colaboración han dado las características genéticas del arroz. Este mapa permitirá ocasión a mejores conocimientos sobre el genoma del a los fitogenetistas acelerar sus programas de reproducción arroz, lo cual promete el desarrollo de variedades de arroz y desarrollar variedades de arroz más robustas y a los de mayor rendimiento y resistencia a enfermedades.
agricultores mejorar sus métodos y extender las temporadas de cultivo. Asimismo, los científicos han podido utilizar el UNA SEGUNDA REVOLUCIÓN VERDE
genoma del arroz para avanzar sus investigaciones de otros cereales. Durante los últimos 40 a 50 años los científicos llevaron a cabo importantes mejoras en el rendimiento, C. Robin Buell es investigadora adjunta del Instituto de
la resistencia a las plagas y el contenido nutritivo del Investigación Genómica (TIGR) y participó en el IRGSP. arroz, así como de otros cultivos. Lo lograron mediante la aplicación de métodos fitogenéticos convencionales de n antiguo proverbio chino dice que "las cosas mezclas genéticas entre variedades de plantas y selección más valiosas no son ni las perlas ni el jade, sino de la progenie más deseable. Esta etapa de mejoras en la los cinco cereales, de los cuales el mejor de todos producción agrícola se denominó Revolución Verde, y es el arroz". En efecto, en función del consumo mundial el destacado genetista Norman Borlaug recibió en 1970 diario, el arroz es más preciado que las perlas: alrededor el Premio Nobel de la Paz por sus logros para mejorar la de 50 por ciento de los habitantes del planeta consumen eJOURNAL USA Perspectivas Económicas / Octubre de 2005 tuvieran un interés concreto en el proyecto y que fuera reconocida su labor al descifrar un cromosoma completo, o parte de él. El proyecto se completó en diciembre de 2004 y los resultados se publicaron en agosto de 2005.
El IRGSP logró identificar más de 37.000 genes del genoma del arroz, más que el número de genes del genoma humano. La comparación entre otras secuencias del genoma del arroz con la secuencia que obtuvo el IRGSP resultó en dio paso a la identificación de más de 80.000 nuevos marcadores genéticos, es decir, genes que producen una característica reconocible, lo cual permitirá a fitogenetistas acelerar sus programas de reproducción y crear variedades de arroz más robustas.
Incluso antes de que el IRGSP completara su tarea, los investigadores del proyecto hicieron públicos sus hallazgos Participantes del IRGSP. La autora del artículo, tercera en primera fila, de izquierda a derecha.
a científicos de todo el mundo, con la finalidad de que Sin embargo, la creciente población mundial, así como la pudieran utilizar la información en diversas investigaciones reducción de tierras de cultivo, presentarán en el siglo XXI de biología vegetal.
graves desafíos a la capacidad del planeta para alimentarse. Por La duración del día, es decir, la relación entre horas lo tanto, se necesita una segunda "revolución verde".
diurnas y horas nocturnas, que cambia según la temporada, Un instrumento que se utiliza actualmente y que podría controla la floración de plantas como el arroz y, por fomentar esta segunda revolución verde es la genómica, que consiguiente, el momento en el que echa semillas. Al entraña el estudio de los genes de un organismo y la función identificar el mecanismo que fija el momento de floración, que desempeñan en el crecimiento y desarrollo del mismo. La los científicos pueden ahora intentar elaborar variedades de genómica logró un gran avance hace unos 10 años, cuando arroz que florezcan más temprano durante la temporada investigadores del Instituto de Investigación Genómica, en de siembra, ampliando de esta manera la temporada de Estados Unidos, lograron determinar la secuencia completa cultivo para los agricultores.
(mapa de la constitución genética) de un microorganismo viviente, la Haemophilus influenzae, una bacteria que causa CONSECUENCIAS MÁS AMPLIAS
la gripe. Las técnicas desarrolladas en el instituto se utilizan ahora extensamente para determinar las características Aunque el arroz desempeña un papel importante en genéticas de todo tipo de organismos, incluidos animales, la agricultura mundial, para los científicos tiene además plantas y hongos. otra función. Es de sobra conocido que primates como los seres humanos y los chimpancés tienen genes y genomas EL PROYECTO DEL GENOMA DEL ARROZ
similares. Esa misma relación se presenta en el arroz y sus parientes cercanos, es decir, en cereales como el trigo, el A principios de los años noventa, científicos japoneses maíz, la avena, el sorgo y el mijo. Por motivos técnicos y comenzaron a estudiar la secuencia del genoma del arroz. financieros sólo se dispone de una secuencia completa de En 1998, a fin de acelerar esta labor y utilizar la experiencia genoma: la del arroz. Pero dada la estrecha relación que hay internacional, un grupo de científicos de varios países, entre cereales, los científicos que investigan otros cereales encabezados por investigadores japoneses, iniciaron el han podido utilizar el genoma del arroz para avanzar en sus Proyecto Internacional de Secuenciación del Genoma del investigaciones. En efecto, se podido utilizar la secuencia Arroz (IRGSP). Con financiamiento de muchos países del genoma del arroz para identificar un gen clave de la - entre ellos Japón, China, Corea, Tailandia, India, Francia, cebada que controla la resistencia a un patógeno fúngico Brasil, Taiwán y Estados Unidos - cientos de científicos responsable de la enfermedad del oídio, que afecta a las de todo el mundo contribuyeron a la secuenciación del genoma del arroz. La colaboración internacional facilitó Los beneficios del proyecto del genoma del arroz son la división del trabajo y la distribución de costos entre los participantes. Además, hizo posible que los participantes • A medida que se crean nuevas especies y variedades de Perspectivas Económicas / Octubre de 2005 eJOURNAL USA cultivo más resistentes y se aumentan los conocimientos sobre biología básica vegetal, los países estarán bien preparados para satisfacer las necesidades de una Claramente, la tarea de completar la misión del población cada vez mayor en el siglo XXI.
IRGSP fue un desafío y hubo obstáculos en el camino. • El formato de colaboración del IRGSP demuestra los La cuestión más grande que afrontó el IRGSP tuvo que avances científicos que se pueden lograr cuando expertos ver con las iniciativas paralelas de secuenciación del de todo el mundo tienen acceso a los resultados de las genoma del arroz por Monsanto y Syngenta, dos grandes investigaciones de sus colegas.
empresas internacionales de agroindustria, y el Instituto • El IRGSP ha dejado sentado que los de Genómica de Beijing, un centro de investigación emprendimientos científicos de vanguardia no tienen en China. El IRGSP posteriormente colaboró con porque incluir sólo a países altamente desarrollados, y Syngenta y Monsanto para establecer una colaboración que las acciones internacionales de colaboración pueden público-privada sumamente productiva. La colaboración permitir que las naciones menos desarrolladas adquieran incorporó datos del sector privado en los resultados de las la tecnología más moderna.
• La experiencia del IRGSP probablemente generará Las ventajas han excedido con mucho cualquier nuevas iniciativas con características de colaboración dificultad. Además de brindar un recurso invalorable más fuertes. Esto ya ha comenzado con el Consorcio para científicos y agricultores del mundo, la culminación Internacional de Genómica Funcional del Arroz, iniciativa exitosa del IRGSP demuestra que la colaboración de cooperación entre científicos internacionales para científica internacional es productiva y sirve fines más ampliar el conocimiento de las funciones de más de grandes que los de sus metas iniciales. Ciertamente, 37.000 genes del arroz con el propósito de satisfacer las las acciones de colaboración internacional deberían crecientes necesidades de producción.
considerarse como una estrategia viable para otros grandes emprendimientos científicos. ■ Las opiniones expresadas en este artículo no reflejan necesariamente los puntos de vista ni las políticas del gobierno de Estados Unidos. eJOURNAL USA Perspectivas Económicas / Octubre de 2005 LOS ORÍGENES DE LA BIOTECNOLOGÍA:
El aprovechamiento de las posibilidades del ADN
La evolución de la biotecnología, desde el descubrimiento de la estructura del ADN hasta la LOS ORÍGENES DE LA
terapia génica experimental, se ha caracterizado por descubrimientos revolucionarios y fascinantes En 1863, el botánico adelantos técnicos. Estos hechos han . austriaco Gregor Mendel dado pie a la idea de que podemos s, Inc descubrió que las plantas de realizar mejoras radicales a la los guisantes transmitían sus atención de salud, la agricultura, la Researcher características, de la planta producción de recursos energéticos progenitora a la progenie, en y otros campos. Pero la rapidez con wn/Photo unidades biológicas discretas que cobró impulso la industria de Bro que más tarde se conocerían la biotecnología, la magnitud de su como genes. Seis años más éxito y el alcance de su impacto han rington tarde, el bioquímico suizo sorprendido hasta a sus precursores. BarA. Johann Friedrich Miescher Estas consideraciones, dicen los Los descubridores de la estructura del ADN, James Watson (izquierda) y Francis Crick, examinan su modelo de una aisló de los glóbulos blancos la expertos de la industria, hacen molécula de ADN.
sustancia que se llamaría ácido que confíen aún más en que la desoxirribonucleico, o ADN.
biotecnología cumplirá su promesa inicial en un futuro no Pasarían otros 75 años antes de que se hiciera una muy distante. conexión entre los dos descubrimientos. En 1944, el biólogo canadiense Oswald Avery propuso la idea de que Dinesh Ramde es redactor de la Associated Press
el ADN era el mecanismo mediante el cual la bacteria transmitía su material hereditario. Sin embargo, la oncentrarse en la historia de la biotecnología explicación de Avery fue recibida con escepticismo por es como escribir una autobiografía siendo un aquellos que creían que la información genética de un adolescente—parece extraño hablar del pasado organismo era demasiado compleja para estar contenida en cuando hay todavía tanto por delante.
Sin embargo, la industria de la biotecnología ha Más tarde, en 1953, el biólogo estadounidense James recorrido un camino vertiginoso desde sus humildes Watson y el biólogo molecular británico Francis Crick, orígenes en austeros laboratorios un cuarto de siglo atrás. determinaron la estructura de doble hélice del ADN, lo El crecimiento de la industria se ha caracterizado por que a su vez derivó en una multitud de descubrimientos técnicas científicas innovadoras y por descubrimientos nuevos en torno a cómo funciona el ADN a nivel significativos en todo el mundo.
La biotecnología es fascinante no por lo que ya Estos descubrimientos fueron adelantos solamente ha logrado, sino por las nuevas fronteras que aún le en el campo de la bioquímica. No fue sino hasta 1972 quedan por explorar. Los científicos prevén cambios que los científicos introdujeron una manera de combinar revolucionarios en la manera en que alimentamos al la bioquímica con una técnica que dio origen a la mundo, vacunamos a nuestros hijos y limpiamos nuestro biotecnología. Ese año, los bioquímicos estadounidenses aire y nuestras aguas.
Herbert Boyer, Paul Berg y Stanley Cohen, desarrollaron En la medida en que ha madurado la biotecnología, el ADN recombinante, una molécula de ADN modificada echamos un vistazo atrás a sus orígenes y juventud, a creada al combinarse el ADN de dos organismos no través de la mirada de los científicos y emprendedores que la concibieron.
Toda célula de un organismo viviente, ya sea una Perspectivas Económicas / Octubre de 2005 eJOURNAL USA bacteria o un ser humano, contiene ADN. El ADN pueden vivir por está constituido, a su vez, por cuatro elementos básicos sí solos fuera de denominados bases, cuyos nombres se abrevian con las un laboratorio, y letras A, T, G y C. De la misma manera en que se ordenan, que no se debía repiten y unen las veintiséis letras del alfabeto para formar utilizar en genes oraciones, las cuatro bases del ADN se unen en series para que podrían ser conformar un orden único en cada ser vivo.
activos en seres El ADN es un plan maestro permanente que produce análogos provisionales de sí mismo denominados ácido ribonucleico, o ARN, que se encarga de ordenar al mecanismo celular a que elabore proteínas. Cada cadena de bases de ADN que codifica una proteína se denomina gen.
en la industria", Puede pensarse en un gen como un conjunto de instrucciones que le dice al mecanismo de una célula cómo Sakuma Rathmann. "En debe unir los aminoácidos para formar una proteína. aul los Laboratorios El mecanismo de cualquier célula, ya sea bacteriana o Abbott, el temor humana, empleará ese conjunto de instrucciones para AP/WWP/P acerca del ADN elaborar exactamente la misma secuencia de aminoácidos y, Bioproceso en una sala de desarrollo celular en la empresa Genentech.
por consiguiente, la misma proteína.
En ese caso, razonaron Boyer y sus colegas, ¿qué pasaría empleados tenían que ponerse indumentaria protectora, si tomáramos un gen humano que elabora una proteína cascos, es decir, literalmente casi un traje espacial. Algunas vital y lo insertamos en ADN bacteriano, obligando a la empresas fueron tan cautelosas—hasta el punto de la bacteria a producir cantidades constantes de esa proteína? exageración—que nunca llegaron a empezar".
El momento en que Boyer y su equipo hicieron eso, y Otras empresas adoptaron la nueva tecnología. Boyer crearon un ADN recombinante que unió el ADN humano se unió a Bob Swanson, inversionista con capital de riesgo, con el bacteriano, nació la biotecnología. Los científicos para fundar en 1976 la firma Genentech, en el sur de San habían descubierto una manera de convertir organismos Francisco. Desde el principio, Boyer vio el potencial de la sencillos como las bacterias en fábricas, minúsculas líneas nueva tecnología. "Se presentó algo muy interesante, una de ensamblaje que fabrican proteínas humanas esenciales gran oportunidad para convertir el esfuerzo académico como la insulina y la hormona del crecimiento humano.
en el que había participado en algo significativo como suministrar medicamentos y fármacos para ayudar a la EL MUNDO EMPRESARIAL RESPONDE
gente", dice Boyer.
A Genentech no le tardó mucho dejar su impronta, al La tecnología en ciernes y los organismos modificados desarrollar una insulina humana elaborada por bacterias genéticamente que ésta produjo inspiró tanto temor como producto de la ingeniería genética. La Administración de entusiasmo. "Tuvimos que tener suma cautela—no es Alimentos y Fármacos, organismo normativo del gobierno posible volver a poner estas cosas en una botella", dice de Estados Unidos, aprobó el medicamento en 1982. En George Rathmann, primer director general de la empresa los años siguientes, otras empresas se dedicaron a producir biotecnológica Amgen, en Thousand Oaks, California. fármacos similarmente derivados de bacterias modificadas, "Podría ser que resulte en un nuevo agente infeccioso más fármacos que impedían el rechazo del transplante del riñón, mortífero que la viruela o el estreptococo, y sería peor aún reponían leucocitos en pacientes sometidos a quimioterapia si fuera combinado y se transformara en un organismo y trataban la hemofilia.
Las plantas también se beneficiaron de la tecnología Preocupaciones de esta índole motivaron a los de ADN recombinante. En 1987, la empresa Advanced científicos a convocar la Conferencia de Asilomar, en Genetic Sciences creó una bacteria modificada Pacific Grove, California. En ella, cerca de 140 científicos genéticamente que impedía que se formara escarcha en establecieron reglas estrictas que dictaron los límites a que las plantas de las fresas y las patatas. Esta tecnología ha debían restringirse las investigaciones en torno al ADN facilitado la producción de alimentos más resistentes recombinante. Las reglas dispusieron, por ejemplo, que y nutritivos. Por ejemplo, el arroz ha sido modificado sólo se podría aplicar la tecnología en organismos que no genéticamente para que contenga un alto contenido de eJOURNAL USA Perspectivas Económicas / Octubre de 2005 vitamina A, y los tomates han sido modificados para que el ADN de otro embrión de vaca. El ternero resultante produzcan menor cantidad de la sustancia que hace que se es entonces idéntico a Rosie. Estos experimentos se han pudran. Ambos fueron cambios que no se podían haber llevado a cabo durante años en ranas, ratones y ovejas.
logrado a través de una simple cría selectiva.
En 1997, los científicos del Instituto Roslin, en Escocia, revelaron una noticia aún más espectacular. Habían clonado una oveja tomando el ADN de una célula de oveja e insertándolo en una célula mamaria, en lugar de un embrión, con lo que demostraron por primera vez que hasta las células "adultas" pueden transformarse en células diferentes. Hasta ese momento, se pensaba que el proceso se limitaba a células pluripotenciales inmaduras.
Un año más tarde, el estadounidense James Thompson, biólogo del desarrollo, creó por primera vez células pluripotenciales embriónicas humanas—células valiosas por su habilidad de convertirse en células determinadas. Los científicos están estudiando para ver si se puede Ian Wilmut y su creación, Dolly, la primera oveja clonada de una utilizar células pluripotenciales para reemplazar células célula de oveja adulta.
muertas o dañadas, cosa que daría a los pacientes que Aquellos que critican la tecnología dicen que los han perdido sus facultades cerebrales u orgánicas una alimentos modificados genéticamente acarrean riesgos esperanza de curación.
de salud que no existen en los cultivos producidos Además de la tecnología del clonaje, en la década con técnicas de selección tradicionales, reivindicación de 1990 se llevó a cabo otro proyecto revolucionario que nunca ha sido demostrada. Hay quienes sostienen en torno al ADN. Desde el momento en que Watson y también que las compañías que producen cultivos Crick descifraron la estructura molecular del ADN, los modificados pueden en último término reclamar derechos científicos confiaron en que podrían identificar todos intelectuales, así como financieros, sobre estos cultivos, en los genes del ADN humano, una tarea amedrentadora perjuicio de los pobres en los países en desarrollo. Hasta si se considera que un ser humano tiene entre 20.000 y el momento ha ocurrido lo contrario, puesto que los 25.000 genes. Para 1990, la tecnología había avanzado lo agricultores de países en desarrollo se benefician del mayor suficiente para que un consorcio mundial emprendiera rendimiento de las cosechas de cultivos biotecnológicos.
esta audaz empresa, llamada Proyecto Genoma Humano.
El proyecto tenía tres objetivos: identificar cada gen EL DESARROLLO DE NUEVAS CIENCIAS
humano; determinar el orden de los tres mil millones de pares de bases—es decir, los elementos básicos A, T, Las técnicas que han hecho posible la manipulación G y C—que constituyen el ADN humano; y poner esa del ADN han permitido a los científicos dedicarse a secuencia a disposición de los investigadores. El proyecto tecnologías radicalmente nuevas. En la década de los se concluyó en 2003, dos años antes de lo previsto, y los ochenta, la empresa PPL Therapeutics, de Edimburgo, científicos están analizando actualmente la información Escocia, se sirvió de la ingeniería genética para crear a para fines médicos de terapias génicas.
Rosie, una vaca cuya leche contenía la proteína humana alfa-lactalbumina. La leche se puede administrar a bebés MÁS ALLÁ DE TODA EXPECTATIVA
prematuros que son demasiado pequeños para amamantar, y el aumento proteínico proporciona los aminoácidos La industria de la biotecnología creció y se desarrolló indispensables para el desarrollo del bebé.
con una rapidez que ni Boyer ni Rathmann pudieron Los embriones de Rosie se utilizaron para crear clones de la vaca, clones que se permitirá que se reproduzcan "Al ver lo que está sucediendo hoy, es increíble", dice normalmente para crear un rebaño de vacas lecheras Boyer. "Desde luego teníamos grandes expectativas, mejoradas. El proceso de clonación entraña retirar el y cuando empezamos nos sentíamos como niños en ADN de una de las células de Rosie para que reemplace una tienda de dulces, con innumerables posibilidades. Recuerdo que al principio, cuando desarrollamos las Perspectivas Económicas / Octubre de 2005 eJOURNAL USA técnicas de ADN recombinante, pensé que esta tecnología Para Rathmann, sin embargo, el dinero es secundario. era ilimitada. Pero aún así no podíamos prever todo esto".
A sus 77 años de edad, el otrora director general toma Rathmann abandonó una profesión cómoda en medicina casi todos los días Epogen, un medicamento Amgen diagnóstica para convertirse en director general y tercer modificado genéticamente, para combatir la nefropatía empleado de Amgen, una jugada que según él prueba que padece. Rathmann considera que los primeros su tremenda confianza en la tecnología. "La decisión veinticinco años de la industria son sólo el comienzo de me fue fácil porque la ciencia era tan poderosa", dice. algo grandioso.
"Pero es absolutamente errado insinuar que la industria "El futuro parecía ser extremadamente brillante en evolucionó en la forma en que creíamos que lo haría. No 1980, y hoy es más interesante aún porque ha habido es de sorprender que tuviera tanto éxito, pero la magnitud tantos éxitos", dice. "Creo que veremos un florecimiento de su éxito, su importancia para la medicina humana, es continuo de los efectos de la biotecnología. Es una ciencia muy, muy hermosa". ■ Rathmann recuerda haber visto durante los años ochenta cifras del gobierno que indicaban que la industria de la biotecnología podría algún día alcanzar los 4.000 Las opiniones expresadas en este artículo no reflejan necesariamente los millones de dólares. "Eso demuestra lo mal que nos puntos de vista ni las políticas del gobierno de Estados Unidos. lo habíamos imaginado", dice. "Amgen por sí sola se convirtió en una compañía valorada en 95.000 millones de dólares".
eJOURNAL USA Perspectivas Económicas / Octubre de 2005 LOS PRIMEROS 142 AÑOS DE LA BIOTECNOLOGÍA
Gregor Mendel descubre que las plantas de guisantes transmiten información genética en unidades definidas que más tarde se llamarán genes.
Johann Friedrich Miescher aisla el ADN de leucocitos humanos.
Tras analizar bacterias neumococo, Oswald Avery y col. concluyen que el ADN es el material hereditario.
James Watson y Francis Crick descubren la estructura molecular de doble hélice del ADN.
Fred Sanger determina la secuencia del aminoácido de la insulina.
1972-73 Paul Berg, Herbert Boyer y Stanley Cohen desarrollan técnicas de ADN
recombinante.
Científicos manifiestan su preocupación de que el ADN recombinante podría derivar en la creación de organismos peligrosos. En la Conferencia de Asilomar, un grupo de científicos formula limitaciones estrictas en torno al uso de técnicas de ADN recombinante.
Herbert Boyer y Bob Swanson fundan la empresa precursora Genentech.
La somatostatina se convierte en la primera proteína humana elaborada con Chiron Corporation anuncia la clonación y secuenciación del genoma completo del VIH.
Por primera vez se prueban en el terreno plantas producto de la ingeniería genética resistentes a insectos y virus GenPharm International, una empresa biofarmacéutica, crea la primera vaca lechera transgénica, que produce proteínas de leche humana que se utiliza en fórmula infantil.
Se inicia el Proyecto Genoma Humano.
La Administración de Alimentos y Fármacos de EE.UU. concluye que los alimentos modificados genéticamente no son inherentemente peligrosos.
Investigadores del Instituto Roslin, en Escocia, anuncian la clonación de una Dos grupos de investigadores logran crear células pluripotenciales embriónicas.
Concluye el Proyecto Genoma Humano.
Científicos coreanos anuncian la clonación de una célula embriónica humana eJOURNAL USA Perspectivas Económicas / Octubre de 2005 REGLAMENTACIÓN DE LA
BIOTECNOLOGÍA AGRÍCOLA EN
Tres agencias del gobierno de Estados Unidos—el Depar- debe entregar documentación sobre la biología de la tamento de Agricultura (USDA), la Agencia de Protección planta, datos y publicaciones sobre los experimentos Ambiental (EPA) y la Administración de Alimentos y Fárma- efectuados, descripciones de las características genotípicas cos (FDA)—se encargan de supervisar las plantas y los pro- y fenotípicas del organismo modificado genéticamente, ductos modificados genéticamente. Sus responsabilidades son e informes sobre ensayos prácticos. La agencia evalúa complementarias y en algunos casos coinciden. El Servicio de numerosas cuestiones, entre ellas el potencial de peligro Inspección de Salud de Animales y Plantas del USDA tiene de plaga en el cultivo; la susceptibilidad a enfermedades autoridad sobre la plantación de cultivos transgénicos. La y plagas; la expresión de productos genéticos, enzimas EPA, por su parte, tiene jurisdicción sobre la comprobación, nuevas, o cambios en el metabolismo de la planta; el distribución y utilización de plaguicidas introducidos por estado herboso y su impacto en plantas sexualmente modificación genética en los cultivos, y la FDA tiene com- compatibles; las prácticas agrícolas o de cultivo; los petencia sobre los usos alimentarios y de forraje de todos los impactos en organismos no objetivos; y el potencial de alimentos derivados de plantas. El extracto que sigue describe una transferencia de genes a otros tipos de organismos. brevemente la función que desempeña cada agencia en la El aviso relacionado se publica en el Federal Register reglamentación de los organismos transgénicos. [publicación del gobierno], y se consideran los comentarios públicos acerca de la evaluación de impacto SERVICIO DE INSPECCION DE SALUD DE
ambiental y la resolución tomada para la decisión de ANIMALES Y PLANTAS DEL DEPARTAMEN-
aprobar y otorgar el recurso. Las copias de los documentos TO DE AGRICULTURA DE ESTADOS UNIDOS
del USDA-APHIS están a disposición del público.
Dentro del USDA, el Servicio de Inspección de Para más información en inglés, visite
Salud de Animales y Plantas (APHIS) se encarga http://www.aphis.usda.gov/brs/. de proteger a la agricultura contra plagas y en- fermedades. De conformidad con la Ley de Protección de De conformidad con la Ley de Virus, Sueros y Toxinas, Plantas, el USDA-APHIS tiene potestad normativa sobre el departamento de Servicios Veterinarios del USDA- productos de biotecnología que puedan plantear dichos APHIS inspecciona los establecimientos de producción riesgos. Por consiguiente, la agencia regula los organismos de sustancias biológicas y autoriza las sustancias para y productos que se conoce o se sospecha que son plagas, uso veterinario, incluidas vacunas para animales que son o que plantean peligro de plaga, incluidos aquellos que producto de la biotecnología.
han sido modificados o elaborados mediante la ingeniería genética. A estos se les llama "artículos reglamentados". Para más información en inglés, visite El USDA-APHIS fiscaliza la importación, manipulación, transporte interestatal y descarga al medio ambiente de organismos reglamentados producto de la biotecnología, AGENCIA DE PROTECCION AMBIENTAL DE
incluidos los organismos sometidos a usos experimen- ESTADOS UNIDOS (EPA)
tales confinados o ensayos sobre el terreno. Los artículos reglamentados son examinados para asegurar que, bajo las A fin de proteger la salud y el medio ambiente, la condiciones de uso propuestas, no representan un peligro EPA regula mediante un trámite de registro, la venta, de plaga para los cultivos. distribución y uso de los plaguicidas, independientemente Las reglamentaciones del USDA-APHIS estipulan del método de producción o modo de actuación de los un trámite de recurso para determinar la condición no mismos. Esto incluye la reglamentación de plaguicidas reglamentada. Si se aprueba el recurso, el organismo deja producidos por un organismo mediante las técnicas de de considerarse artículo reglamentado y no será sometido la biotecnología moderna. La División de Plaguicidas a la fiscalización del USDA-APHIS. El solicitante Biológicos y Prevención de la Contaminación, de Perspectivas Económicas / Octubre de 2005 eJOURNAL USA la Oficina de Programas de Plaguicidas regula, de cumplir con las mismas normas estrictas de inocuidad. De conformidad con la Ley Federal de Insecticidas, conformidad con la Ley Federal de Alimentos, Fármacos Fungicidas y Rodenticidas, la distribución, venta, uso y y Cosméticos, los fabricantes de alimentos y forrajes comprobación de sustancias plaguicidas producidas en son responsables de garantizar que los productos que plantas y microbios. Generalmente, se otorgan permisos venden son inocuos y están correctamente etiquetados. de uso experimental para ensayos en el terreno. Los Además, cualquier aditivo alimentario que se agregue solicitantes deben inscribir los productos plaguicidas a los alimentos, incluidos los que se introducen en el antes de su venta y distribución, y puede que la EPA exija alimento o forraje durante la cría selectiva de plantas, condiciones de su uso como parte de la inscripción. La deben tener autorización de la FDA antes de su venta. (El EPA fija también los límites de tolerancia para los residuos término "aditivo alimentario" se refiere a sustancias no de plaguicidas en alimentos y forrajes, o establece, plaguicidas introducidas en el alimento y cuya inocuidad conforme a la Ley Federal de Alimentos, Fármacos y no la reconocen generalmente los expertos científicos Cosméticos, una exención del requisito de tolerancia.
Mediante su autoridad de ejecución conforme a la Para más información en inglés, visite Ley Federal de Alimentos, Fármacos y Cosméticos, http://www.epa.gov/pesticides/biopesticides. la FDA asegura que los fabricantes de alimentos y forrajes cumplen con sus obligaciones. Para ayudar a El Programa de Biotecnología y la Ley de Control que los patrocinadores de alimentos y forrajes derivados de Sustancias Tóxicas de la Oficina de Prevención y de cultivos modificados genéticamente, cumplan sus Sustancias Tóxicas de la EPA regulan los microorganismos obligaciones, la FDA les insta a participar en su proceso destinados a usos industriales generales. Antes de ser voluntario de consulta. Todos los alimentos y forrajes introducidos en el mercado, el programa lleva a cabo una derivados de cultivos transgénicos que se encuentran revisión de microorganismos "nuevos", es decir, aquellos actualmente en el mercado de Estados Unidos han pasado microorganismos elaborados mediante la combinación por este proceso de consulta. A excepción de un solo deliberada de material genético de organismos clasificados producto, se llegó a la conclusión de que ninguno de estos en diferentes géneros taxonómicos.
alimentos y forrajes contenía aditivos alimentarios, por lo que no tuvieron que someterse a una aprobación previa Para más información en inglés, visite antes de su comercialización.
Para más información en inglés, visite ADMINISTRACIÓN DE ALIMENTOS Y FÁR-
http://www.cfsan.fda.gov/ lrd/biotechm.html MACOS DE ESTADOS UNIDOS (FDA)
La FDA es responsable de asegurar la inocuidad y Fuente: Sitio web sobre biotecnología de las agencias reguladoras de el etiquetado correcto de todos los alimentos y forrajes derivados de plantas, incluidos aquel producto de la bioingeniería. Todos los alimentos y forrajes, ya sea si son importados o nacionales, o si derivan de cultivos modificados mediante técnicas de selección convencionales o de modificación genética, deben eJOURNAL USA Perspectivas Económicas / Octubre de 2005 GLOSARIO DE TÉRMINOS DE
ADN (ácido desoxirribonucleico): Material genético
proteínas, predicción de la estructura de las proteínas, de todas las células y de muchos virus; la molécula que predicción de la expresión de genes e interacciones entre codifica la información genética. El ADN es una molécula las proteínas.
de cadena doble unida por enlaces débiles entre pares de bases de nucleótidos. Los cuatro nucleótidos del ADN Bioplaguicidas: Determinados tipos de plaguicidas
contienen las bases adenina (A), guanina (G), citosina derivados de materiales naturales, como animales, y tiamina (T). En estado natural, los pares de bases se plantas, bacterias, y algunos minerales. Por ejemplo, el forman sólo entre A y T y G y C; por tanto, la secuencia aceite de canola y el bicarbonato sódico se consideran de las bases de una de las dos cadenas se puede deducir de Biotecnología: Serie de técnicas biológicas obtenidas
Aminoácidos: Los bloques más básicos de construcción de mediante la investigación básica y aplicadas a la
todas las formas de vida. Los aminoácidos son moléculas
investigación y elaboración de productos. La biotecnología que contienen grupos funcionales de amino y carboxilo.
se refiere al uso de ADN recombinante, la fusión de células y nuevas técnicas de bioelaboración.
Anticuerpo monoclonal: Anticuerpo que se produce
en masa en el laboratorio a partir de un solo clon y que
Cartografía genética: Proceso para determinar el lugar
reconoce sólo un antígeno. Los anticuerpos monoclonales que ocupan los genes en un cromosoma.
se suelen producir mediante la fusión de una célula B, de corta vida, productora de anticuerpos, con una célula de Célula: Unidad estructural y funcional básica de todos los
crecimiento rápido, como una célula cancerosa. La célula organismos. Las células contienen ADN y otros muchos híbrida resultante, o hibridoma, se multiplica rápidamente elementos que permiten su funcionamiento.
y crea un clon que produce gran cantidad de anticuerpos.
Célula pluripotencial: Célula indiferenciada capaz de
Antígeno: En general, proteína que se halla en
replicarse indefinidamente. Una célula pluripotencial puede la superficie del virus y que estimula la respuesta también producir células especializadas para diversos tejidos inmunitaria, en particular, la producción de anticuerpos.
del cuerpo, como músculo cardíaco, tejido cerebral y tejido hepático. Los científicos pueden mantener indefinidamente Autoensamblaje molecular: Ensamblaje de moléculas
células pluripotenciales al convertirlas en las células sin dirección o intervención externa. El autoensamblaje especializadas que necesiten. Existen dos tipos básicos de puede producirse espontáneamente en la naturaleza, por células pluripotenciales. El primero es la célula pluripotencial ejemplo en células (como el de la membrana de doble capa embrionaria, que se obtiene de fetos abortados o de óvulos lipídica) y otros sistemas biológicos, así como en sistemas fertilizados sobrantes de la fertilización in vitro. Las células modificados con intervención humana. Muchos sistemas pluripotenciales embrionarias se usan para fines médicos y biológicos se valen de este procedimiento para ensamblar de investigación porque pueden producir células para casi varias moléculas y estructuras. La imitación de estas todos los tejidos del cuerpo. El segundo tipo es la célula estrategias y la creación de nuevas moléculas capaces de pluripotenciales adulta, que no es tan versátil para fines autoensamblaje supramolecular, es una importante técnica de investigación porque sólo puede producir células para de la nanotecnología.
determinados tipos de material somático, como la sangre, los intestinos, la piel y los músculos.
Bioinformática: El uso de las matemáticas aplicadas,
la estadística y la ciencia de la informática para estudiar
Celulasa: Complejo de enzimas que descompone la
sistemas biológicos. Importantes sectores de investigación celulosa en beta glucosa. Se produce principalmente incluyen alineación de secuencias, búsqueda de genes, gracias a la acción de bacterias simbióticas presentes en ensamblaje del genoma, alineación de la estructura de las el aparato digestivo de los herbívoros. Con excepción de Perspectivas Económicas / Octubre de 2005 eJOURNAL USA los rumiantes, la mayor parte de los animales (incluidos Estudio del perfil de la expresión genética:
los seres humanos) no produce celulasa, por lo que no Método de análisis de la expresión de miles de genes pueden aprovechar gran parte de la energía contenida en simultáneamente en una placa de cristal llamada el material vegetal.
Colágeno: La proteína principal del tejido conjuntivo y
Expresión genética: Proceso por el cual la información
la más abundante en los mamíferos. Es el componente de un gen se convierte en las estructuras y funciones de principal de ligamentos y tendones.
una célula.
Corte y empalme: Véase corte y empalme de genes.
Flujo de genes: Transferencia de genes de una población
a otra de la misma especie, como por migración o
Corte y empalme de genes: Aislamiento de un gen
dispersión de semillas y polen.
de un organismo y su introducción posterior en otro organismo mediante técnicas de biotecnología.
Gen: Unidad física y funcional fundamental de
la herencia. Un gen es una secuencia ordenada de
Cosecha tolerante a los herbicidas: Plantas de cosecha
nucleótidos que ocupan una posición determinada en un creadas para sobrevivir a las aplicaciones de uno o más cromosoma que codifica un producto funcional concreto, herbicidas comerciales mediante la incorporación de como una proteína o una molécula de ARN.
determinados genes por medios biotecnológicos, tales como la ingeniería genética, o métodos tradicionales de selección, Genética: Estudio de las leyes de la herencia de
como la mutación natural, química o por radiación.
Cromosomas: Estructura genética de las células que
Genoma: Todo el material genético de los cromosomas
contiene el ADN celular capaz de replicarse a sí misma. de un organismo determinado.
Los seres humanos tienen 23 pares de cromosomas.
Gestión de la resistencia: Estrategias que se pueden
Cry1A: Proteína derivada de la bacteria Bacillus
emplear para retrasar la aparición de la resistencia. En el Thuringiensis, tóxica para algunos insectos cuando la caso de los insectos, estas estrategias incluyen el uso de ingieren. Esta bacteria es muy común en la naturaleza y un "refugio" en el que el insecto no está sometido a los se ha usado durante decenios como insecticida, aunque efectos del pesticida usado en el resto del campo.
constituye menos de dos por ciento del total de los insecticidas usados.
Hélice alfa: Estructura común de proteína que se
encuentra, en particular, en el pelo, la lana, las uñas y
Cultivar: En botánica, planta obtenida o seleccionada
los cuernos de los animales, y que se caracteriza por una deliberadamente y mantenida mediante cultivo.
cadena espiral única de aminoácidos estabilizados por enlaces de hidrógeno.
Cultivo de tejidos: Proceso de obtención de una planta
en el laboratorio a partir de células en vez de semillas.
Híbrido: Semilla o planta producida como resultado
Esta técnica se utiliza en el cultivo tradicional de plantas y de polinización cruzada controlada, a diferencia de la en la biotecnología agrícola.
resultante de la polinización natural. Las semillas híbridas se seleccionan para que tengan características de mejor calidad Derivado de la biotecnología: El uso de la biología
(por ejemplo, mayor rendimiento o tolerancia a las plagas).
molecular o tecnología de ADN recombinante, o transferencia de genes in vitro, para elaborar productos Ingeniería genética: Técnica para eliminar, modificar
o dotar de características concretas a plantas u otros o agregar genes a una molécula de ADN con objeto de organismos vivos.
cambiar la información que contiene. Al cambiar esta información, la ingeniería genética cambia el tipo o la Doble hélice: Estructura en forma de escalera helicoidal
cantidad de proteínas que puede producir un organismo, que adoptan dos cadenas de ADN cuando nucleótidos y de este modo le permite hacer nuevas sustancias o complementarios en cadenas opuestas se enlazan.
realizar nuevas funciones.
eJOURNAL USA Perspectivas Económicas / Octubre de 2005 Línea germinal: Línea (secuencia) de células germinales
Nanotecnología: Sistema para transformar la materia, la
que contienen material genético que se puede transmitir a energía y la información, basado en componentes a escala nanométrica, con características moleculares definidas con precisión. También, las técnicas que producen o miden Maíz Bt: Planta de maíz obtenida mediante biotecnología
características de menos de 100 nanómetros de tamaño.
para que sus tejidos expresen una proteína tóxica para algunos insectos, pero inocua para los seres humanos y Nucleótido: Componente celular que es uno de los
otros mamíferos.
bloques fundamentales de los ácidos ribonucleico (ARN) y desoxirribonucleico (ADN). En los sistemas biológicos, Máquina molecular: Ensamblaje de un número
los nucleótidos se enlazan mediante enzimas para formar diferenciado de componentes moleculares destinados largos polinucleótidos semejantes a cadenas de secuencia a realizar una función concreta. Cada componente molecular realiza un solo acto, mientras que la estructura supramolecular total realiza una función más compleja, Organismo modificado genéticamente (OMG): Con
resultante de la cooperación de diversos componentes frecuencia, la etiqueta OMG y el término "transgénico" se emplean para referirse a organismos que han adquirido genes nuevos de otros organismos mediante métodos de Mejora genética tradicional: Modificación de plantas y
transferencia genética en laboratorios. animales mediante la mejora selectiva. Las prácticas usadas en la mejora genética tradicional de plantas pueden incluir Patógeno: Agente causante de enfermedades, en particular
aspectos de biotecnología tales como cultivo de tejidos y un microorganismo vivo, como una bacteria o un hongo.
mejora por mutación.
Péptido: Fragmentos de una proteína, de dos o más
Mejora selectiva: El cruce o apareamiento deliberado
aminoácidos en una cadena, semejante a brazaletes de de organismos con objeto de que la progenie tenga una cuentas. Cuando se digieren las proteínas de la carne característica deseada derivada de uno de los progenitores.
animal, se descomponen primero en péptidos y luego en sus aminoácidos constitutivos.
Moléculas de ADN recombinante (ADNr):
Combinación de moléculas de ADN de origen diverso,
Plaguicidas microbianos: Plaguicidas cuyo ingrediente
enlazadas mediante tecnologías de ADN recombinante.
activo es un microorganismo, por ejemplo una bacteria, un hongo o un protozoo. Los plaguicidas microbianos pueden Mutación: Todo cambio en la secuencia del ADN que se
controlar muchos tipos de plagas distintos, aunque cada pueda heredar.
ingrediente activo está relativamente dirigido contra una plaga concreta. Por ejemplo, algunos hongos controlan Nanomedicina: Campo médico que está avanzando
determinados tipos de malas hierbas y otros matan a rápidamente, en el que los científicos elaboran una gran determinados insectos. Los plaguicidas bacterianos más variedad de nanopartículas y nanodispositivos, de apenas usados son subespecies y cepas del Bacillus thuringiensis, o Bt.
una millonésima de pulgada de diámetro, para mejorar la detección del cáncer, fortalecer las respuestas inmunitarias, Polen: Células portadoras del ADN masculino de una
reparar tejidos dañados y evitar la arteriosclerosis. A planta de simiente.
principios de 2005, la Administración de Alimentos y Fármacos de Estados Unidos aprobó una nanopartícula Polimorfismos de nucleótido único (SNP): Relaciones
fusionada al medicamento contra el cáncer Taxol, para el entre genes y poblaciones de prueba para conseguir variaciones tratamiento del cáncer de mama avanzado. En Estados en el código genético que puedan aumentar el riesgo de una Unidos se está usando con carácter experimental otra enfermedad o respuesta determinada a un medicamento.
nanopartícula en pacientes cardíacos, para mantener abiertas las arterias coronarias después de una operación de Productos basados en la biología: Combustibles,
productos químicos, materiales de construcción, energía eléctrica o térmica, derivados de materiales biológicos. Nanómetro: Milmillonésima parte de un metro.
El término puede incluir cualquier producto energético, Perspectivas Económicas / Octubre de 2005 eJOURNAL USA comercial o industrial, distinto de alimentos o piensos, que Tecnología de ADN recombinante: Procedimiento usado
utilice material biológico o materiales agrícolas (vegetales, para unir segmentos de ADN en un sistema acelular animales y marinos) o forestales, domésticos renovables.
(entorno situado fuera de una célula u organismo). En condiciones apropiadas, una molécula de ADN Protectores para las plantas (PIP): Anteriormente
recombinante puede entrar en una célula y replicarse conocidas como plaguicidas vegetales, son sustancias que allí, bien sea de manera autónoma, o después de haberse actúan como plaguicidas producidos o usados por una planta integrado en un cromosoma celular.
para protegerse de plagas tales como insectos, virus y hongos.
Terapia genética: Técnica médica experimental consistente
Proteína de la membrana celular: Molécula proteínica
en la inserción de genes en las células y los tejidos de un adherida o asociada a la membrana de una célula.
individuo para tratar una enfermedad. Normalmente, un gen defectuoso se reemplaza por otro que funciona normalmente. Proteína: Molécula de gran tamaño, compuesta por una o
En la mayoría de los casos, el gen normal se introduce en los más cadenas de aminoácidos en un orden concreto. El orden tejidos mediante un adenovirus alterado genéticamente para está determinado por la secuencia de bases de nucleótidos en asegurar su inocuidad.
el gen que codifica la proteína. Las proteínas son necesarias para la estructura, función y regulación de las células, los Transferencia de genes: Técnica común en biología
tejidos y los órganos del cuerpo, y cada proteína desempeña molecular para provocar un cambio genético mediante la una función singular. Ejemplos de proteínas son las toma y recombinación de ADN.
hormonas, las enzimas y los anticuerpos.
Transgénico: Organismo que contiene genes modificados
Proteómica: Uso de tecnologías como la espectrometría
por la inserción de ADN de un organismo extraño; se en masa para detectar marcadores biológicos proteínicos produce cuando genes extraídos de una especie se insertan en la sangre que pueden indicar señales tempranas de en otra especie para obtener una característica determinada enfermedades, incluso antes de que aparezcan los síntomas. expresada en la progenie.
Uno de estos marcadores es la proteína C reactiva, indicadora de cambios inflamatorios en las paredes de los Variedad: Subdivisión de una especie para su clasificación
vasos sanguíneos, que presagian arteriosclerosis.
taxonómica. Usado como sinónimo del término "cultivar", designa a un grupo de individuos genéticamente distinto Reacción en cadena de polimerasa (PCR): Técnica
de otros grupos de individuos de la misma especie. Una para copiar y ampliar las cadenas complementarias de una variedad agrícola es un grupo de plantas similares que, por molécula determinada de ADN. Es un método in vitro sus características estructurales y comportamiento, puede que amplía en alto grado o hace millones de copias de distinguirse de otras variedades de la misma especie.
secuencias de ADN que, de otro modo, no podrían ser detectadas o estudiadas.
Virus: Entidad biológica no celular que sólo puede reproducirse dentro de una célula huésped. Los virus Recombinación: Proceso por el cual la progenie hereda una
consisten en ácido nucleico recubierto de proteína; combinación de genes distinta de la de sus progenitores.
algunos virus animales también están recubiertos de una membrana. Dentro de la célula infectada, el virus se vale de Resistencia a los plaguicidas: Cambio genético en
la capacidad sintética del huésped para su replicación. ■ respuesta a la selección por un plaguicida que da por resultado la formación de cadenas capaces de sobrevivir Fuentes: Agricultural Biotechnology: Informing the Dialogue. a una dosis letal a una mayoría de individuos en una Colegio de Agricultura y Ciencias Biológicas de Cornell población normal. La resistencia se puede producir en University: Ithaca, NY. 2003; McGraw-Hill Dictionary insectos, malas hierbas y patógenos.
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a fecha de octubre de 2005. eJOURNAL USA Perspectivas Económicas / Octubre de 2005 Un periódico
que se publica
en varios
CONSULTE LA LISTA COMPLETA DE TÍTULOS EN EL SITIO

Source: http://www.grupobiot.com.ar/descargar-archivo-21/archivos-402f61264ae4510989ce1d314d2cdc93

Law news community jun-august 04 eng

June - August 2004 EUROPEAN COMMUNITY LAW NEWS DIRECTIVE ON TAKEOVER BIDS offeree company; (ii) sufficient time and European Parliament and Council Directive sufficient information provided to the 2004/25/EC of 21 April 2004 on takeover bids addressees of the bid; (iii) the board of the offeree company acting in the interests of Directive 2004/25/EC of 21 April 2004 on

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The Newsletter of People Living with HIV/AIDS Note from the Vice President HIV & Ageing: What can we do about it? 6 A New Beginning - James May Education, Information Preventing Muscle Deterioration 2 PNG Leadership Development Group 4 Issue 52 August 200ISSN 448-7764 page   Annual General Meeting Sunday 0 October 200 at 2pm President Paul Kidd