LA BIOTECNOLOGÍA HACE TU VIDA MEJOR

Y MÁS FÁCIL

BIOTECNOLOGÍA APLICADA A LA

SALUD

La Biotecnología está presente en la Medicina y en la Salud animal, ya que participa en el diagnóstico y en el tratamiento

de enfermedades….

…. ¿Quieres saber cómo?

Empecemos con un poco de Historia: ¿sabes quiénes son los Padres de la Biotecnología sanitaria?

Louis Pasteur sentó las bases de la Microbiología al al desarrollar la pasteurización para eliminar los microorganismos de alimentos y esterilizar los materiales. Gregor Mendel es considerado el padre de la Genética gracias al desarrollo de los principios de la herencia. James Watson y Francis Crick abrieron las puertas al estudio de la molécula de la vida al descubrir la estructura de doble hélice del ADN y dar lugar a la Biología Molecular.

La invención del microscopio permitió a los científicos observar bacterias, microorganismos, células, virus y sus estructuras internas y así comenzó un camino que ha ido penetrando en los secretos más profundos de la vida.

A partir del descubrimiento del ADN se desarrollaron un conjunto de técnicas de Biología Molecular que han permitido

descubrir genes, determinar su función en el organismo ….

…. y estudiar su participación en el desarrollo de enfermedades

Gen

Proteína

Función para el organismo

Célula

Cromosoma

Núcleo

ADN

El 80% de las enfermedades adultas tienen una base genética con influencia de factores ambientales …

Alzheimer Parkinson

Enfermedades cerebrovasculares Esquizofrenia

Depresión Ansiedad Ataxias

Epilepsia Hipertensión

Diabetes Cáncer

64 40

107 26 8

87 68 83

215 1570

180

… y existen muchos miles de genes relacionados con el desarrollo de enfermedades

Biología Molecular

Aplicaciones Médicas de la Biotecnología

Tecnologías Proteómicas

Aplicaciones Genómicas

Terapia Celular Metodología

Bioinformática

Bioingeniería

Medicina Regenerativa

Terapia Génica

Farmacología

Con el objetivo de estudiar y erradicar las enfermedades, la Biotecnología ha desarrollado en las últimas décadas una serie

de aplicaciones médicas…

… para el diagnóstico, tratamiento y prevención de las enfermedades que afectan a millones de personas en el mundo, así como enfermedades que afectan a una parte pequeña de la

población y para las que no existe todavía tratamiento.

CANCER ENFERMEDADES NEURODEGENERATIVAS

(Alzheimer, Parkinson…)

ENFERMEDADES CARDIOVASCULARES

ENFERMEDADES INFECCIOSAS

ENFERMEDADES RARAS

OTRAS ENFERMEDADES

Gen

LA BIOTECNOLOGIA EN EL DIAGNOSTICO DE ENFERMEDADES

Las nuevas técnicas de Genómica, Proteómica y Bioinformática permiten detectar la presencia de un gen o una

proteína responsable de una patología …

DIAGNOSTICO

Estudia los genes que conforman el ser humano: su secuencia, función y participación en el desarrollo de

enfermedades

Estudia las proteínas que conforman el ser humano: su secuencia, estructura, función y

participación en el desarrollo de enfermedades

Hace uso de bases de datos y procesos algorítmicos para evaluaciones a gran velocidad como herramienta para estudiar enfermedades

GENÓMICA

PROTEÓMICA

BIOINFORMATICA

El Genoma Humano contiene entre 30.000 y 50.000 genes

… y saber si una persona tiene o puede tener una enfermedad, gracias a las técnicas genómicas de PCR o los Chips de ADN …

DIAGNOSTICO

PCR

Chips de ADN

La Reacción en Cadena de la Polimerasa (PCR) detecta la presencia de un gen utilizando la

enzima ADN polimerasa de nuestras células, que hace millones de copias de fragmentos de ADN

concretos de una manera rápida y eficaz

PCR “ve” si una persona tiene un gen que le hace más propenso a padecer

una enfermedad

Estudian la expresión simultanea de miles genes de un organismo o grupo celular concreto.

Identifica los genes implicados en una patología (ej. Cancer) y determina los individuos con mayor

riesgo de desarrollar una enfermedad

PCR “ve” si las células del hígado de una

persona tienen el virus de la Hepatitis C

… y a los Kits de diagnóstico que detectan la presencia de genes y proteínas tomando muestras del paciente de manera

generalmente no invasiva.

DIAGNOSTICO

Kits de diagnóstico

Detectan mediante PCR o enzimas la presencia de un gen o una proteína responsable de una

enfermedad, tomando una muestra del paciente (sangre, saliva, orina…)

Kit genético de diagnóstico por PCR del Alzheimer, un producto

español

Negativo Positivo

Las enzimas realizan una reacción química que genera un producto

detectable por aparición de color o fluorescencia

Los anticuerpos son proteínas que reconocen la presencia de una sustancia extraña (antígeno) en el cuerpo…

DIAGNOSTICO

…y activan nuestro sistema inmunológico para luchar contra una posible infección

o enfermedad

Los anticuerpos reconocen antígenos de una manera muy específica …

… y se usan para el diagnóstico clínico de infecciones virales o tipos de tumores

LA BIOTECNOLOGIA EN EL TRATAMIENTO DE ENFERMEDADES

TRATAMIENTO

¿Qué enfermedades pueden ser tratadas con Terapia Génica?

• Inmunodeficiencias • Alteraciones de la coagulación • Infecciones virales • Cáncer • Inflamación • etc.

Consiste en la adición de genes terapéuticos a las células para la producción de una proteína deficiente/alterada o dar nuevas propiedades a las células, por ejemplo inducir una respuesta inmune.

La Terapia Génica se basa en la modificación de genes de una célula o de un tejido enfermo, con el propósito de aliviar o

eliminar la enfermedad.

¡Prácticamente todas las enfermedades!

La Terapia celular es un conjunto de técnicas que se basan en la sustitución de células enfermas por células sanas

TRATAMIENTO

• Algunos tipos de células pueden ser aislados y cultivados fuera del organismo. Después, se trasplantan, de manera similar al trasplante de órganos, y pueden sustituir a las células defectuosas recuperando la función del órgano.

Las células madre tienen la capacidad de autorreplicarse y de generar a medida que se multiplican, diferentes tipos de células

especializadas.

• Actualmente la única esperanza de recuperación completa en estos pacientes es el trasplante de órganos.

• Con Terapia celular se pueden tratar muchas enfermedades degenerativas causadas por la muerte prematura o el mal funcionamiento de las células.

• Las células con mayor potencial en terapia celular son las células madre.

TRATAMIENTO

La Medicina regenerativa busca la reparación o regeneración de órganos dañados a través de métodos puramente biológicos

La Medicina Regenerativa se basa en el uso y manipulación de células vivas, creando sustitutos biológicos para implantarlos en el cuerpo y así reparar, remplazar, mantener o mejorar la función de un órgano o tejido. Las técnicas de Medicina regenerativa esperan ofrecer esperanzas en el tratamiento de enfermedades degenerativas, como el Alzheimer o el Parkinson, antes del 2025.

Algunas áreas potenciales de aplicación en fase de investigación:

Piel Cartílago Vasos sanguíneos Páncreas Prótesis cardíacas Intestino Hígado Órganos genitourinarios

La Biotecnología participa en la creación de una nueva generación de vacunas más seguras y eficaces

Vacunas elaboradas con virus modificados por Ingeniería genética para que no generen reacciones adversas, o elaboradas con proteínas obtenidas del virus, para evitar inyectar el virus entero

Las vacunas se crearon en el siglo XIX y se elaboran a través de la inyección/ingestión de una dosis controlada del virus de una enfermedad, para activar el sistema inmune y crear anticuerpos. Así, el cuerpo queda preparado

para una posible infección real posterior

TRATAMIENTO

Problema A veces, los virus inyectados pueden dar lugar a una infección

Solución Vacunas biotecnológicas

La vacuna frente al virus de la Hepatitis B fue la

1º vacuna biotecnológica y hoy en día existen en el

mercado muchas vacunas biotecnológicas

TRATAMIENTO

• Mayor seguridad en los fármacos y menores efectos secundarios

… y existen ya en el mercado más de un centenar de fármacos de origen biotecnológico

La biotecnología aporta al sector farmacéutico un nuevo desarrollo de fármacos más eficaces y específicos…

• Sustitución de procesos físico-químicos por biológicos en la obtención de fármacos: síntesis de vitaminas por fermentación bacteriana, plantas y animales como biofactorías…

• Obtención efectiva de sustancias antitumorales, proteínas, factores de crecimiento, anticuerpos monoclonales, vacunas…

• Diseño de fármacos especializados para tipos de pacientes determinados permitiendo la asistencia individualizada.

• Desarrollo de nuevas soluciones para enfermedades incurables gracias a los nuevos descubrimientos

en genómica y proteómica

• Menor coste y tiempo de producción de los fármacos

Hormonas (Insulina y Hormona de crecimiento); Citoquinas (antivirales y

anticancerosos); Anticuerpos (para evitar rechazo en trasplantes);

Eritropoyetina, vacunas…

Además, con Biotecnología plantas y animales pueden convertirse en “biofactorías” donde se producen fármacos y vacunas

PRODUCCIÓN DE FÁRMACOS

Los Organismos genéticamente modificados (OGM) tienen alguna modificación en sus genes; en este caso, se introduce en la planta o animal un gen que contiene

el principio activo de un fármaco o una vacuna, para producirlo a gran escala.

Gracias a la Ingeniería Genética, existen patatas transgénicas con vacunas para

Hepatitis o para infecciones bacterianas y plantas del tabaco que producen en sus hojas

el principio activo de fármacos

Las técnicas de manipulación genética permiten obtener ovejas que producen leche

con factores de coagulación para hemofílicos o gallinas que producen huevos bajos en

colesterol

… a una nueva Medicina personalizada orientada a la respuesta terapéutica de cada individuo y a la prevención de

enfermedades

La Biotecnología lleva a una nueva concepción de la Medicina …

… desde una Medicina orientada a los síntomas …