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LA CARA Y LA CRUZ DE LOS NUEVOS FARMACOS PRODUCIDOS POR LA INGENIERIA GENETICA FACULTAD DE CIENCIAS DE LA SALUD CARRERA: FARMACIA Y BIOQUIMICA TEMA: “CARA Y LA CRUZ DE LOS NUEVOS FARMACOS PRODUCIDOS POR INGENIERÍA GENÉTICA” CURSO: BIOTECNOLOGÍA FARMACÉUTICA DOCENTE: JESSICA BARDALES VALDIVIA INTEGRANTES: BAZAN BECERRA, LUZFERINDA CELIS HERNANDEZ,MARCO SALDAÑA GALLARDO, ERIKA URBINA VELASQUEZ , ESTER CICLO: IV CAJAMARCA – OCTUBRE 2013 Farmacia y bioquímica Página 1 LA CARA Y LA CRUZ DE LOS NUEVOS FARMACOS PRODUCIDOS POR LA INGENIERIA GENETICA “CARA Y LA CRUZ DE LOS NUEVOS FARMACOS PRODUCIDOS POR INGENIERÍA GENÉTICA” Farmacia y bioquímica Página 2 LA CARA Y LA CRUZ DE LOS NUEVOS FARMACOS PRODUCIDOS POR LA INGENIERIA GENETICA INTRODUCCIÓN Todo organismo, aún el más simple, contiene una enorme cantidad de información. Esta información se encuentra almacenada en una macromolécula que se halla en todas las células: el ADN. Este ADN está dividido en gran cantidad de sub-unidades (la cantidad varía de acuerdo con la especie) llamadas genes. Cada gen contiene la información necesaria para que la célula sintetice una proteína. Así, el genoma (y por consecuencia el proteoma), va a ser la responsable de las características del individuo. Los genes controlan todos los aspectos de la vida de cada organismo, incluyendo metabolismo, forma, desarrollo y reproducción. Por ejemplo, la síntesis una proteína X hará que en el individuo se manifieste el rasgo "pelo oscuro", mientras que la proteína Y determinará el rasgo "pelo claro". Vemos entonces que la carga genética de un determinado organismo no puede ser idéntica a la de otro, aunque se trate de la misma especie. Sin embargo, debe ser en rasgos generales similar para que la reproducción se pueda concretar. Y es que una de las propiedades más importantes del ADN, y gracias a la cual fue posible la evolución, es la de dividirse y fusionarse con el ADN de otro individuo de la misma especie para lograr descendencia diversificada. Otra particularidad de esta molécula es su universalidad. No importa cuán diferente sean dos especies: el ADN que contengan será de la misma naturaleza: ácido nucleico. Siguiendo este razonamiento, y teniendo en cuenta el concepto de gen, surgen algunas incógnitas: ¿Son compatibles las cargas genéticas de especies distintas? ¿Puede el gen de una especie funcionar y manifestarse en otra completamente distinta? ¿Se puede aislar y manipular el ADN? La respuesta a todas estas preguntas se resume en dos palabras: Ingeniería Genética Farmacia y bioquímica Página 3 LA CARA Y LA CRUZ DE LOS NUEVOS FARMACOS PRODUCIDOS POR LA INGENIERIA GENETICA II.- OBJETIVOS: 2.1.- Objetivos Generales: Conocer las ventajas y desventajas producidos por la ingeniería genética de los nuevos fármacos 2.2.- Objetivos Específicos: Conocer los diferentes fármacos que produce la ingeniería genética. Farmacia y bioquímica Página 4 LA CARA Y LA CRUZ DE LOS NUEVOS FARMACOS PRODUCIDOS POR LA INGENIERIA GENETICA III MARCO TEÓRICO 3.1 ¿Qué es la Ingeniería Genética? La ingeniería genética es una parte de la biotecnología que se basa en la manipulación genética de organismos con un propósito predeterminado, aprovechable por el hombre: se trata de aislar el gen que produce la sustancia e introducirlo en otro ser vivo que sea más sencillo de manipular. Lo que se consigue es modificar las características hereditarias de un organismo de una forma dirigida por el hombre, alterando su material genético. El proceso puede utilizarse ya en bacterias y en células eucariotas vegetales o animales. Una vez adicionada o modificada la carga cromosómica, el organismo en cuestión sintetiza la proteína deseada y el aumento del rendimiento de la producción puede obtenerse mediante el aumento en la población portadora. Las bases de la ingeniería genética han consistido en resolver el problema de la localización e inserción de genes y la multiplicación redituable de las factorías logradas. Las técnicas utilizadas por la ingeniería genética son varias, y cada una atiende un aspecto de la tarea de preparación y solución de los problemas específicos de esta tecnología, sin embargo muchas de ellas ha tenido éxito en otros campos tecno- científicos. Desde las publicaciones de los primeros experimentos en ingeniería genética, en la década de los setenta, una enorme controversia se abrió en el mundo científico y social de aquella época. Las perspectivas que abrían los nuevos descubrimientos variaban desde un mundo maravilloso sin enfermedades, con un increíble rendimiento agrícola y ganadero, todo tipo de nuevos fármacos, hasta un mundo catastrófico. La realidad ha sido diferente, actualmente la ingeniería genética tiene importantes aplicaciones en diversas ramas especificadamente en la industria farmacéutica. Para la fabricación de numerosos medicamentos se usan ciertas bacterias, levaduras o células de animales mamíferos a los que se les ha modificado genéticamente y que han sido cultivados en laboratorios estas acciones se llevan a cabo en la industria farmacéutica. La primera sustancia desarrollada a partir de transgénicos fue el interferón, éste se emplea para tratar ciertas infecciones víricas y producidas por el cáncer. Cabe destacar nuevos avances tales como la producción sintética de insulina humana o la obtención de vacunas biotecnológicas. Farmacia y bioquímica Página 5 LA CARA Y LA CRUZ DE LOS NUEVOS FARMACOS PRODUCIDOS POR LA INGENIERIA GENETICA Desde la década de 1980 se desarrollan vacunas mediante técnicas de ingeniería genética. La vacuna contra la hepatitis B fue el primer exponente de esta nueva generación de inoculantes. La investigación biotecnológica aplicada a la inmunización propone mejorar las vacunas tradicionales, aumentar la eficacia preventiva y encontrar nuevas vías de administración. Incluso, se ensayan vacunas comestibles. Esto supone una revolución si lo comparamos con el antiguo sistema de fabricación de vacunas. Sin embargo, su eficacia a largo plazo no está del todo garantizada por lo que no sabemos si serán perjudiciales en el futuro. Podemos resaltar muchas ventajas como: La producción en grandes cantidades de sustancias como por ejemplo la insulina; cuya deficiencia en la antigüedad provocaban muchas muertes. Evita la extracción de medicamentos a partir de la sangre o de órganos humanos o de animales, por lo que se evitan contaminaciones por virus u otros microorganismos. Hace posible la fabricación de vacunas muchos más seguras y con muchos menos efectos secundarios. Este hecho se debe a que no se usan virus completos, sino fragmentos de ellos. 3.2 ¿Qué es un fármaco? Un fármaco, de acuerdo con la farmacología, es cualquier sustancia que produce efectos medibles o sensibles en los organismos vivos y que se absorbe, puede transformarse, almacenarse o eliminarse. Los fármacos pueden ser sustancias creadas por el hombre o producidas por otros organismos y utilizadas por el hombre. De esta forma, hormonas, anticuerpos, interleucinas y vacunas son considerados fármacos al ser administrados en forma farmacéutica. En resumen, para que una sustancia biológicamente activa se clasifique como fármaco, debe administrarse al cuerpo de manera exógena y con fines médicos La palabra fármaco procede del griego phármakon, que se utilizaba para nombrar tanto a las drogas como a los medicamentos. El término Phármakon tenía variados significados, que incluyen: "remedio", "cura", "veneno", "antídoto", "droga", "receta", "colorante artificial", "pintura", etc. Farmacia y bioquímica Página 6 LA CARA Y LA CRUZ DE LOS NUEVOS FARMACOS PRODUCIDOS POR LA INGENIERIA GENETICA Los fármacos pueden ser sustancias idénticas a las producidas por el organismo (por ejemplo, las hormonas obtenidas por ingeniería genética) o sustancias químicas sintetizadas industrialmente que no existen en la naturaleza, pero que tienen zonas análogas en su estructura molecular y que provocan un cambio en la actividad de las células. Históricamente, se ha entendido como sustancia medicinal, independiente de su origen o elaboración, a cualquier producto consumible al que se le atribuyen efectos beneficiosos en el ser humano. Estas sustancias medicinales, tal como los medicamentos actuales, estaban constituidos por uno o varios fármacos, que se denominan principio activo o sustancia activa4 de dichas sustancias, para diferenciarlos de los elementos no medicinales que las componen. En el papiro Ebers, el año 1.500 a.C., encontramos una referencia del extenso uso de sustancias para uso medicinal en el antiguo Egipto. En el siglo I de nuestra era, Dioscórides escribió De Materia Medica, un tratado con más de 700 sustancias usadas médicamente. Hoy en día, los fármacos se expenden en forma de medicamentos, los cuales contienen uno o más principios activos, diferenciándose de excipientes y de solventes empleados en su fabricación. Los laboratorios farmacéuticos utilizan nombres comerciales, ya que el principio activo tiene una denominación que es de dominio público. 4.- FARMACOS PRODUCIDOS POR INGENIERÍA GENÉTICA Para entender la obtención de fármacos mediante la ingeniería genética debemos saber que es la ingeniería genética y que es un fármaco es por eso que antes hemos visto esos dos puntos. La ingeniería genética en el sector sanitario permite producir: 4.1.- Vacunas: Puede obtenerse químicamente el gen vírico de la enfermedad, introducirlo en el vector apropiado e inyectarlo en levaduras que sintetizan la proteína vírica en ausencia del virus y, por lo tanto, sin riesgo de infección. Otra vía de interés que se está estudiando actualmente es manipular el 'virus Farmacia y bioquímica Página 7 LA CARA Y LA CRUZ DE LOS NUEVOS FARMACOS PRODUCIDOS POR LA INGENIERIA GENETICA de la vacuna' para introducir genes de otros virus, para así, con una vacuna inmunizarse de dos o más virus. Anticuerpos quiméricos: La estructura de estos anticuerpos está dividida en dos partes, y gracias a la ingeniería genética podemos fundir ambos tipos de anticuerpos. Diagnóstico y tratamiento de las enfermedades humanas: Las técnicas actuales de diagnóstico no son aplicables hasta el quinto mes de embarazo, cuando ya es tarde para abortar. Pero hay grandes progresos gracias al ADN recombinante. Terapia génica: Hay muchas enfermedades de tipo hereditario, producidas por un defecto en un gen. La ingeniería genética está estudiando cómo cambiar éste gen defectuoso por un gen normal. - Hepatitis B El sistema tradicional de obtención de vacunas a partir de microorganismos patógenos inactivos, puede comportar un riesgo potencial. Muchas vacunas, como la de la hepatitis B, se obtienen actualmente por ingeniería genética. Como la mayoría de los factores antigénicos son proteínas, lo que se hace es clonar el gen de la proteína correspondiente. La hepatitis B es una enfermedad infecciosa del hígado causada por el virus y caracterizada por necrosis hepatocelular e inflamación. Puede causar cirrosis del hígado, cáncer de hígado, insuficiencia hepática e incluso la muerte. Esta vacuna recombinante es utilizada actualmente en Estados Unidos. El tratamiento de la hepatitis está íntimamente relacionado con el tratamiento de la infección por el VIH, pues las dos enfermedades requieren un amplio conocimiento de la inmunología, la virología, la genética y el conocimiento de las actuales normas terapéuticas, que suelen cambiar rápidamente con las actualizaciones modernas. -El interferón El interferón fue el primer medicamento producido por ingeniería genética. Es una especie de vacuna para las células cancerígenas. Se utiliza como medicamento complementario a la quimioterapia para la cura del cáncer. Farmacia y bioquímica Página 8 LA CARA Y LA CRUZ DE LOS NUEVOS FARMACOS PRODUCIDOS POR LA INGENIERIA GENETICA La producción del interferón era cara hasta 1980, cuando genes de interferón fueron introducidos en bacterias usando tecnología de recombinación del ADN permitiendo el cultivo masivo y purificación de las emisiones bacterianas. - Virus del papiloma humano Otra vacuna que se produce con ingeniería genética es la del virus del papiloma humano (HPV). Cuando se manifiestan estas proteínas, se generan partículas parecidas a un virus (VLP, por sus siglas en inglés). Las VLP no contienen material genético de los virus, y no pueden provocar enfermedades, pero impulsan una respuesta inmunológica que brinda protección en el futuro contra el HPV. - Canigen cpv-clone Es una vacuna, desarrollada por ingeniería genética, para la inmunización activa contra el parvovirus, que es una enfermedad que afecta principalmente a los cachorros de perro y la produce un virus muy estable que tiene una supervivencia elevada en el medio ambiente, e infecta a las células intestinales. El producto debe mantenerse en refrigeración entre 2ºC y 8ºC y en estricta protección de la luz solar directa. - Vacunas comestibles, nuevas tendencia La idea de las vacunas comestibles es desarrollar alimentos transgénicos que posean en su composición la sustancia que desencadena las defensas del cuerpo. Es decir que, al ingerir el alimento en la dosis indicada, se estaría incorporando la vacuna y previniendo la enfermedad. Una ventaja de estas vacunas es que podrían administrarse en forma oral, lo que evitaría los molestos pinchazos. Además, podrían fabricarse localmente, utilizando los cultivos regionales. Esto permitiría el acceso masivo a la vacunación, incluso en zonas alejadas de centros sanitarios. 4.2.-Proteínas: - Lactoferrina La lactoferrina es la proteína que la leche materna provee al recién nacido antes de que éste desarrolle su inmunidad. Ella lo defiende de todo lo que puede dañar al bebé, las enfermedades, el estrés, el frío y el calor. Farmacia y bioquímica Página 9 LA CARA Y LA CRUZ DE LOS NUEVOS FARMACOS PRODUCIDOS POR LA INGENIERIA GENETICA En estos años se ha conseguido crear una técnica de ingeniería genética que permite introducir el gen humano de la lactoferrina en organismos animales. Lo probaron en ratones y más tarde lo introdujeron en el óvulo fecundado de cabra. Obtuvieron machos reproductores y, de ellos, descendientes que dan leche con la mágica proteína humana lactoferrina. - La insulina La insulina es el primer caso de proteína producida por ingeniería genética, aprobada para uso en humanos desde 1982. La técnica de ingeniería genética empleada consiste en extraer de células humanas el gen que porta la información para fabricar insulina humana. Este gen (un fragmento del material genético) se introduce dentro de bacterias que son organismos fáciles de cultivar en el laboratorio. Las bacterias que incorporaron el pequeño fragmento de ADN se denominan entonces «organismos genéticamente modificados» (OGM). Las bacterias que tienen el gen humano de la insulina se multiplican a un ritmo veloz y, a medida que lo hacen, producen grandes cantidades de insulina humana, entre otras sustancias. Entonces, la insulina humana se extrae de las bacterias, se purifica y se vende como medicamento. La sustancia obtenida por ingeniería genética, en este caso insulina humana, se denomina «insulina recombinante». 4.3.- Hormonas: - Hormona de Crecimiento La hormona de crecimiento es un mensajero químico producido por la glándula hipofisis, la cual se encuentra justo debajo del cerebro. Ésta estimula el crecimiento durante la infancia y en la edad adulta continúa jugando un papel metabólico importante. La hormona de crecimiento biosintética fue fabricada por vez primera en 1985 usando técnicas de ingeniería genética. La producida hoy en día es idéntica a la hormona de crecimiento natural producida por el cuerpo y es usada para el tratamiento de muy diversas enfermedades, tanto en niños como en adultos. Un recipiente con 500 litros de bacterias puede producir tanta cantidad de hormonas como 35.000 hipófisis humanas. - Hormonas sexuales También por ingeniería genética se obtienen hormonas como la testosterona y la progesterona, hormonas sexuales masculinas y femeninas, ésta última Farmacia y bioquímica Página 10 LA CARA Y LA CRUZ DE LOS NUEVOS FARMACOS PRODUCIDOS POR LA INGENIERIA GENETICA utilizada en la fabricación de fármacos anticonceptivos se obtiene de la fermentación de ciertas levaduras. - Eritropoyetina La eritropoyetina es una hormona que el organismo humano produce de manera natural en el riñón. Su producción se ve estimulada en situaciones (como la hipoxia) en las que es necesario aumentar los niveles de hematíes en sangre. La síntesis de esta sustancia en los laboratorios, obtenida por vez primera a mediados de la década de los 80 por ingeniería genética, abrió en seguida un amplio abanico de posibilidades sobre su uso indebido en deportes de resistencia. Cuando se inyecta esta sustancia a un ciclista, se estimula la formación de hematíes (glóbulos rojos) y al aumentar éstos se eleva también la tasa de hemoglobina. Como consecuencia de ello, los músculos, aun recibiendo la misma cantidad de sangre, captan más oxígeno, trabajan de forma más eficaz y se retrasa la aparición de fatiga. Esta sustancia está prohibida por la reglamentación antidopaje. 5.- FÁRMACOS A PARTIR DE ANIMALES TRANSGÉNICOS La empresa holandesa de biotecnología Pharming está desarrollando varios productos a partir de organismos transformados genéticamente. Uno de ellos es la lactoferrina humana, proteína que se encuentra naturalmente en la leche, que estimula el sistema inmune y se cree que juega un papel fundamental en la protección contra el cáncer, el asma y las enfermedades alérgicas. La compañía está desarrollando la producción de lactoferrina humana recombinante en la leche de vacas transgénicas. La utilización de esta proteína sería para su adición en alimentos funcionales y saludables. Otro de los productos es el inhibidor C1, obtenido a partir de conejos transgénicos y actualmente en fase avanzada de evaluación en humanos. Se trata de un fármaco que sirve para tratar pacientes con una enfermedad genética poco corriente llamada angioedema, un síndrome que afecta a la piel y a la mucosa de las vías respiratorias superiores y del tubo digestivo. . Hoy ya podemos saber a través de análisis genéticos qué individuos metabolizan bien y cuáles no los medicamentos. Combinando este conocimiento con la proteómica, que estudia las propias enzimas, podremos saber qué dosis exacta de un fármaco habrá que dar a cada Farmacia y bioquímica Página 11 LA CARA Y LA CRUZ DE LOS NUEVOS FARMACOS PRODUCIDOS POR LA INGENIERIA GENETICA paciente para maximizar los efectos terapéuticos”, ha apuntado García. Al mismo tiempo, estos conocimientos permitirán ampliar el arsenal terapéutico disponible contra gran número de patologías. “Un mismo fármaco puede hacerle daño a un individuo y en otro tener un efecto beneficioso, lo que hace que todos los medicamentos se sometan a exhaustivos controles y se saquen al mercado sólo aquellos que hacen un daño mínimo a toda la población. De este modo quedan sin comercializarse muchas moléculas que podrían ser muy interesantes para amplios grupos de población. • Producción de proteína C humana en desórdenes como hemofilia. leche de cerdos, para • Hormonas de crecimiento humano en tejido seminal de cerdo. • Antitrombina humana III, anti-coagulante sanguíneo secretada en leche de cabras transgénicas. Cerdo transgénico para el precursor de la hormona de crecimiento proteasa resistente (GHRH). Por técnicas de mutagénesis sitio dirigida y terapia electrogénica, se introdujo en músculo de cerdo. Los efectos de una inyección de 10 mg de dosis del plásmido, en cerdos de tres semanas de edad, se mantuvo sobre 60 días con un 42% mayor que los controles a los 62 días (42 kg contra 29 kg). PAPA con la vacuna que previene la insulina dependencia de la diabetes mellitus 100 veces más poderosa que la actual vacuna. PAPA con la sub-unidad B antigénica de la enterotoxina del Vibrio cholerae causante del cólera). FRIJOL de SOYA con anticuerpos que protegen contra el virus 2 de Herpes simplex (HSV). TABACO con anticuerpos que previenen la caries dental producida por Streptococcus mutans. 6.UTILIZACIÓN DE ORGANISMOS PRODUCTORES DE FÁRMACOS. TRANSGÉNICOS COMO Los organismos transgénicos pueden contener genes que expresen la síntesis de medicamentos como por ejemplo: Farmacia y bioquímica Página 12 LA CARA Y LA CRUZ DE LOS NUEVOS FARMACOS PRODUCIDOS POR LA INGENIERIA GENETICA Producción de vacunas y otros medicamentos en huevos de gallinas. Dos compañías estadounidenses han creado un programa piloto para insertar fármacos en huevos puestos por gallinas genéticamente manipuladas, llevan un gen que les permite producir en sus huevos factor de crecimiento humano, anticuerpos, interferón para el tratamiento del cáncer...etc. Las dos empresas inoculan los genes a las aves mediante un virus diseñado para que no se pueda replicar y en el que se inserta el gen responsable de la fabricación de la proteína. Si este virus accediera a las células primordiales del blastodermo que más tarde se desarrollaran en óvulos y espermatozoides el gen para la fabricación de la proteína pasaría a las siguientes generaciones de gallinas en vez de repetir el proceso de inoculación del gen en cada generación. Una de las compañías está realizando un micro inyección del virus que utiliza como vehículo genético en el pronúcleo de la yema del huevo, de esta manera el gen queda expresado en todas las células de la gallina. - VACUNA DE PATATAS TRANSGÉNICAS PARA EL CÓLERA. Investigadores de la Universidad de Loma Linda (California) han desarrollado una vacuna experimental contra el cólera a partir de patatas modificadas genéticamente. Los resultados de este preparado en ratones han sido publicados en el último número de Natura Biotecnología. En 1997, otro grupo de investigadores utilizó judías transgénicas para lograr un preparado inmunogénico contra el parvovirus humano, pero la vacuna debía ser extraída. Ahora, el equipo dirigido por el biólogo William Langriq ha creado una planta de patata que por sí misma constituye una vacuna comestible. Para fabricar este preparado, los investigadores utilizaron un gen que codifica una proteína no dañina de la toxina del cólera y posteriormente lo incorporaron al genoma de un tipo de patata. Cuando alimentaron a un grupo de ratones con este tubérculo, comprobaron que los animales producían anticuerpos contra la entero toxina del Vibrio cholerae, la bacteria causante del cólera, reduciendo sensiblemente los efectos de la infección. Farmacia y bioquímica Página 13 LA CARA Y LA CRUZ DE LOS NUEVOS FARMACOS PRODUCIDOS POR LA INGENIERIA GENETICA - CÉLULAS MADRE. La mayoría de poblaciones celulares diferenciadas de un vertebrado, no son permanentes, sino que están sujetas a renovación. Las células diferenciadas pueden generarse en los adultos de dos maneras distintas: Mediante simple bipartición de las células diferenciadas existentes, que se dividen dando pares de células hijas del mismo tipo a partir de células madre indiferenciadas, mediante un proceso que implica cambio en el genotipo celular. Las células madre son células indiferenciadas pluripotenciales, es decir que son capaces de convertirse en cualquier tipo de célula adulta y dar lugar a diversos tejidos y órganos. Se pueden dividir sin límites y cuando se dividen cada célula hija, puede permanecer como célula madre o puede iniciar una vía irreversible hacia la diferenciación. Por si solas no pueden crear un ser vivo, se puede decir que son células en blanco, “como cintas vírgenes” que todavía no están programadas para comportarse como células del riñón, piel, hueso, cerebro. Por primera vez se han podido cultivar en el laboratorio con ayuda de nutrientes, a partir de un blastocito, nombre que se da al embrión de pocos días de edad y formado por unas 140 células, que en principio pueden generar toda clase de tejidos. ( THOMSON y colaboradores). Estos blastocitos humanos se habían engendrado por motivos clínicos, mediante técnicas de fertilización in vitro. Estos embriones no tenían utilidad y fueron donados por varias parejas que habían recurrido a la reproducción asistida para lograr un embarazo. Si no se hubieran donado a la Ciencia, estos embriones sobrantes se habrían destruido. Thomson y colaboradores cultivaron estas células durante unos días con ayuda de nutrientes y se vio que eran inmortales, es decir, podían crecer indefinidamente sin diferenciarse. Más tarde, comprobaron que estas células madre eran pluripotenciales, es decir, podían transformarse en toda clase de tejidos corporales. Al inyectar estas células en ratones transgénicos con un Sistema Inmunitario débil, se observó que podían generar (hueso, músculo, cartílago, tej. Neural y tejido intestinal) distintos tipos de tejidos humanos. Esto implica que en un futuro se podrán utilizar estas células para generar el tipo de tejido concreto que se necesite en cada transplante. Farmacia y bioquímica Página 14 LA CARA Y LA CRUZ DE LOS NUEVOS FARMACOS PRODUCIDOS POR LA INGENIERIA GENETICA Los científicos han observado que estas células producen altos niveles de una enzima llamada Telomerasa, que les alarga la vida y les permite propagarse indefinidamente. Por lo tanto también es posible utilizar las células madre contra el deterioro corporal que provoca el envejecimiento. También se podrían utilizar para comprobar la eficacia de nuevos medicamentos, ya que estas células se podrían manipular para crear modelos de enfermedades humanas, más útiles que el ratón y otros animales experimentales. Por otra parte las células madre podrían ser muy útiles para estudiar y analizar todos los detalles del desarrollo embrionario, que algunas veces falla, dejando a muchas parejas sin la posibilidad de tener hijos, conociendo así las causas de los fenómenos de infertilidad o los abortos. A su vez, la experimentación con estas células podría lograr importantes avances en el diagnóstico y prevención de defectos congénitos. Estas células como su nombre indica son las progenitoras de todos los componentes básicos del organismo. Por lo tanto, la observación de los procesos de división y diferenciación de estas células puede ayudar a los científicos a comprender mejor los problemas que pueden provocarlas anormalidades en el desarrollo del feto. Informándonos también sobre los genes que regulan la diferenciación celular y el desarrollo de los tejidos. El descubrimiento de los mecanismos genéticos que controlan estos procesos, podría permitir el desarrollo de nuevos tratamientos para la curación de tejidos dañados (infarto, espina dorsal dañada...). En definitiva, el estudio de las células madre va a facilitar el conocimiento sobre los procesos de reproducción y diferenciación de las células que componen nuestro organismo. Cuanto mejor se conozca el desarrollo de esta compleja maquinaria biológica, mejor se podrán prevenir y combatir sus posibles “averías”. No obstante desde el punto de vista ético, para algunas personas, la utilización de las células madre es algo inaceptable; ya que para obtenerlas es necesario contar con los embriones humanos de los que se obtienen. Sin embargo los científicos están convencidos que los beneficios que proporcionarían a la Humanidad, justificarían la utilización de estos embriones. 7.- FARMACOGENÓMICA La farmacogenómica es el estudio de cómo la herencia genética de una persona afecta a la respuesta de su organismo a un fármaco. Esta disciplina tiene en cuenta las características de las secuencias genómicas, mediante una Farmacia y bioquímica Página 15 LA CARA Y LA CRUZ DE LOS NUEVOS FARMACOS PRODUCIDOS POR LA INGENIERIA GENETICA visión integradora que incluiría interacciones entre dichos genes y tiene como objetivo crear fármacos a medida para cada paciente y adaptados a sus condiciones genéticas. El medio ambiente, la dieta, estilo de vida y estado de salud, todo ello puede influir sobre la respuesta de una persona a un fármaco. Entender el funcionamiento genético se cree será la "llave" para crear drogas personalizadas con mayor eficacia y seguridad. Las compañías farmacéuticas y biotecnológicas están empleando cada día más la farmacogenómica en el desarrollo de fármacos, llevando a su utilización generalizada en la clínica en un futuro próximo. En resumen, la biotecnología y las disciplinas emergentes relacionadas están cambiando totalmente las reglas que existían en el descubrimiento y desarrollo de fármacos. Así, la biotecnología permite definir nuevas dianas (genómica, proteómica), obtener nuevos compuestos (screening de productos naturales, química combinatoria), diseñar nuevas terapias (farmacogenómica), desarrollar compuestos más selectivos, llevar a cabo nuevos desarrollos preclínicos mediante ensayos más eficaces, menos costosos y más rápidos, producir a gran escala nuevas sustancias más seguras y no accesibles con las metodologías tradicionales (producción en animales y plantas transgénicas), utilizar nuevas y más poderosas herramientas de análisis (bioinformática) y utilizar biomoléculas a escala nanométrica con nuevas perspectivas en el diagnóstico y la terapéutica (biosensores, nanobiotecnología). En el futuro, se espera que la automatización de los laboratorios aumente, y que el desarrollo de tecnologías a pequeña escala con bibliotecas de compuestos sea más rápido y fiable. 8.- CARA DE LA INGENIERÍA GENÉTICA: - Gracias a la ingeniería genética, los científicos pueden hacer ciertas combinaciones entre genes de diferentes especies, para así solucionar problemas y mejorar el rendimiento económico-comercial de las explotaciones. - Se pueden buscar curas a enfermedades genéticas para que las nuevas generaciones nazcan más sanas. - Al tomate por ejemplo se le ponen genes anti sentido (en sentido inverso a un gen concreto) para así retrasar el proceso de reblandecimiento. - Gracias a esto, la ciencia ha conseguido que se cultiven plantas con mayor tolerancia a la sequía o protegidos frente a virus. Farmacia y bioquímica Página 16 LA CARA Y LA CRUZ DE LOS NUEVOS FARMACOS PRODUCIDOS POR LA INGENIERIA GENETICA - En algunos cultivos, se han puesto genes de bacterias para que desarrollen proteínas insecticidas y reducir el empleo de insecticidas. - También se pueden insertar genes humanos responsables de la producción de insulina en células bacterianas para que obtener insulina de gran calidad a bajo coste. Estas células pueden producir mucha cantidad ya que se reproducen a una gran velocidad. -La farmacogenómica se perfila como el principal avance que aportará la biotecnología al campo de la medicina en los próximos años. No sólo permitirá ajustar la dosis terapéutica de muchos fármacos a las características genéticas del paciente, sino que ayudará a recuperar moléculas desechadas por inducir efectos adversos en determinados grupos de población. -La ingeniería genética permite un mejor conocimiento de los procesos biológicos y contribuye al descubrimiento de fármacos a través de una mayor diversidad y selectividad de compuestos y dianas terapéuticas, permitiendo que los procesos de obtención sean más seguros, baratos y eficaces. -La ingeniería genética tiene un gran potencial. Por ejemplo, el gen para la insulina, que por lo general sólo se encuentra en los animales superiores, se puede ahora introducir en células bacterianas mediante un plásmido o vector. Después la bacteria puede reproducirse en grandes cantidades constituyendo una fuente abundante de la llamada insulina recombinante a un precio relativamente bajo. -Una gran ventaja de utilizar esta vía de obtención en lugar de la síntesis química es que se evita la racemización del producto, de manera que se obtiene una elevada cantidad de producto más fácilmente purificable de los productos similares y por tanto el proceso consigue aumentar el rendimiento y bajar los costes. -La incorporación de la ingeniería genética permite optimizar la eficiencia del proceso de producción y/o la calidad del producto (modificar el control de vías metabólicas, por ejemplo para la sobreproducción de algún producto) -La incorporación de la ingeniería genética permite obtener a partir de un microorganismo, cultivo de células, planta o animal un producto completamente ajeno. Esto se consigue por introducción y expresión del gen de interés en un organismo hospedador fácil de cultivar. -También se pueden insertar genes humanos responsables de la producción de insulina en células bacterianas para que obtener insulina de gran calidad a bajo Farmacia y bioquímica Página 17 LA CARA Y LA CRUZ DE LOS NUEVOS FARMACOS PRODUCIDOS POR LA INGENIERIA GENETICA coste. Estas células pueden producir mucha cantidad ya que se reproducen a una gran velocidad. 09.- LA CRUZ DE LA INGENIERIA GENÉTICA - Uno de estos peligros es el hecho de que detrás de los proyectos de manipulación genética están las compañías multinacionales muy preocupadas por el interés económico. - También pueden “contaminar” otras plantas no transgénicas. - Pueden llegar a ser cancerígenas en el caso de ser consumidos por sujetos proclives o en un estado inmunológico deficiente. No obstante esto es una hipótesis pero que muchos médicos que están en contra de los alimentos transgénicos lo afirman. - Puede producir alergias, algo que preocupa mucho a los productores de estos alimentos. Puede ser debida al material genético transferido, a la formación inesperada de un alérgeno o a la falta de información sobre la proteína que codifica el gen insertado. Algunos de estos inconvenientes, se han llegado a poner a prueba. Por ejemplo: -En el mes de agosto de 1998 el científico Arpad Pusztai decidió hacer públicas las conclusiones de un experimento de laboratorio realizado a su cargo y bajo control del Instituto de Investigaciones Rowett, con ratas alimentadas con patatas transgénicas las cuales serían responsables de deficiencias inmunológicas observadas en los animales. Su informe emitido por la televisión británica exacerbó las prevenciones que vienen esgrimiendo muchos consumidores sobre este tipo de alimentos. Como resultado de este suceso Pusztai fue despedido como investigador del Instituto Rowett cuyas actividades son financiadas por el gobierno. Farmacia y bioquímica Página 18 LA CARA Y LA CRUZ DE LOS NUEVOS FARMACOS PRODUCIDOS POR LA INGENIERIA GENETICA Tomates Naturales Tomates Transgénicos Nuevos tomates azules -La modificación genética del ganado lleva a animales enfermos y sufrientes y a un alimento de ínfima calidad. Ya se están criando animales con enfermedades para experimentos y una vida de sufrimiento. Estos animales frecuentemente son enfermizos y tienen una vida mas corta. -La contaminación biológica puede ser el mayor peligro resultante de la ingeniería genética. Nuevos organismos vivos, bacterias y virus serán soltados para reproducir, migrar y mutar. Pasarán sus nuevas características a otros organismos y nunca se podrán recuperar. Farmacia y bioquímica Página 19 LA CARA Y LA CRUZ DE LOS NUEVOS FARMACOS PRODUCIDOS POR LA INGENIERIA GENETICA -Algunos de los usos de la ingeniería genética son el aumento de la resistencia de los cultivos a enfermedades, la producción de compuestos farmacéuticos en la leche de los animales, la elaboración de vacunas, y la alteración de las características del ganado. -En los últimos 20 años, han surgido por lo menos 30 enfermedades nuevas, como el SIDA, el ébola, varios tipos de hepatitis y otros virus mortales; mientras que están reapareciendo antiguas enfermedades infecciosas como la tuberculosis, el cólera, la malaria y la difteria. Prácticamente todos los agentes patógenos son resistentes a los tratamientos con medicamentos, y muchos a varios antibióticos. -La evolución de la virulencia y la propagación de resistencias a medicamentos y antibióticos están vinculadas con los abundantes casos de recombinación y transferencia de genes horizontales entre bacterias y virus. -Lo que ahora urge es el tema de en qué medida la ingeniería genética, al facilitar la transferencia y recombinación de genes horizontales contribuye al resurgimiento de enfermedades infecciosas resistentes a los medicamentos, lo que seguirá haciendo si se permite continuar sin restricciones. -La introducción de genes que producen cáncer en un microorganismo infeccioso común, como el influenzavirus, puede ser muy peligrosa. Por consiguiente, en la mayoría de las naciones, los experimentos con ADN recombinante están bajo control estricto, y los que implican el uso de agentes infecciosos sólo se permiten en condiciones muy restringidas. Otro problema es que, a pesar de los rigurosos controles, es posible que se produzca algún efecto imprevisto como resultado de la manipulación genética. -El negocio de la ingeniería genética está en manos de las grandes multinacionales agroquímicas y farmacéuticas, como Monsanto, Enimont, Du Pont, Ciba-Geigy, ICI y Sandoz. Sus intereses comerciales están haciendo a los investigadores intervenir directamente en procesos biológicos que apenas hemos empezado a comprender, y mucho menos a controlar Farmacia y bioquímica Página 20 LA CARA Y LA CRUZ DE LOS NUEVOS FARMACOS PRODUCIDOS POR LA INGENIERIA GENETICA CONCLUSIONES 1.- Se conoció las ventajas y desventajas de los nuevos fármacos producidos por ingeniería genética, es un gran avance, en cuento el tratamiento y la cura de muchas enfermedades, pero a la vez se está generando otras enfermedades que se vuelven muy resistentes a los antibióticos debido a la aplicación de la ingeniería transgénica. 2.- Se conoció diferentes fármacos que se están laborando gracias a la ingeniería a base de células de animales, plantas, bacterias, levaduras como: insulina, interferón, proteínas, aminoácidos, enzimas, acido cítrico que están mejorando la calidad de vida de las personas y todo esto se debe a la aplicación de una buena farmacogenómica BIBLIOGRAFIA - http://www.monografias.com/trabajos5/ingen/ingen.shtml - http://socesfar.com/attachments/article/90/AFT7.pdf - Transgénico en mi nevera http://www.islamyal andalus.org/control/noticia.php?id=1941; 8 de febrero de 2010. Farmacia y bioquímica Página 21