BIOTECNOLOGÍA Y SU APORTE EN LA SOCIEDAD BIOTECNOLOGÍA Y MEDIO AMBIENTE BIOTECNOLOGÍA, HOY

Transcripción

1 4-7-2 BIOTECNOLOGÍA QUÉ ES LA BIOTECNOLOGÍA? Toda aplicación tecnológica que utiliza sistemas biológicos, seres vivos o sus derivados, para generar bienes y servicios BIOTECNOLOGÍA Y SU APORTE EN LA SOCIEDAD Se entiende como: El uso intencionado de las características y capacidades de los seres vivos para resolver problemas prácticos MIGUEL ANGEL SÁNCHEZ DIRECTOR EJECUTIVO BIOTECNOLOGÍA TRADICIONAL (EMPLEO DE ORGANISMOS PARA LA OBTENCIÓN DE UN PRODUCTO ÚTIL PARA LA INDUSTRIA) DESDE 7. A.C. INGENIERÍA GENÉTICA O METODOLOGÍA DEL ADN RECOMBINANTE DESDE 97s APLICACIONES DE LA BIOTECNOLOGÍA INDUSTRIA FARMACÉUTICA Y MEDICINA CÉLULAS MADRE TERAPIA GÉNICA ÓRGANOS Y TEJIDOS ARTIFICIALES VACUNAS ANTICUERPOS ENZIMAS HORMONAS KITS DE DIAGNÓSTICO BIOTECNOLOGÍA MODERNA (EMPLEA LA INGENIERÍA GENÉTICA) - DESDE 98s BIOTECNOLOGÍA, HOY INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA ALIMENTACIÓN INDUSTRIA MEDIO AMBIENTE AGRICULTURA ENZIMAS ADITIVOS BIORREMEDIACIÓN QUÍMICA Y ENERGÍA BIOCATALIZADORES BIOCOMBUSTIBLES DETERGENTES PLANTAS GENETICAMENTE MODIFICADAS SOYA MAÍZ ALGODÓN CANOLA BIOTECNOLOGÍA Y AMBIENTE EL BIODIESEL BIOTECNOLOGÍA Y MEDIO AMBIENTE ácido graso metanol glicerol éster monoalquílico de ácido graso ACEITES DE COLZA, SOYA, GIRASOL, JATROPHA, MOSTAZA, LINO, CANOLA, PALMA, CÁÑAMO, ALGAS, ACEITES USADOS, GRASAS DE ORIGEN ANIMAL, ETC. biodiesel

2 4-7-2 BIOPLÁSTICOS Bacterias Producción de biodiesel a partir de algas polihidroxialcanoatos PHA (bioplástico) BIOPLÁSTICOS Almidón (maíz, aunque también papa, mandioca, etc.) bacterias Ácido láctico Ácido Poliláctido PLA (bioplástico) BIORREMEDIACIÓN (bacterias y plantas) Degradación, absorción, acumulación y/o transformación de... Pesticidas Herbicidas Petróleo y derivados Metales pesados Caso Exxon Valdez En 989 se derramaron 4 millones de litros de petróleo en Alaska, afectando a 6 Km de playa. La Biorremediación involucró la acción de microorganismos autóctonos y la bioestimulación con fósforo (P), nitrógeno (N) y potasio (K). Como resultado, se incrementó unas 4 veces la velocidad de degradación. BIOTECNOLOGÍA EN LA INDUSTRIA Producción o sobre-producción de enzimas, fármacos y otras moléculas 2

3 4-7-2 PORCENTAJE DE LAS ENZIMAS RECOMBINANTES QUE SE EMPLEAN EN DIFERENTES INDUSTRIAS termófilos INDUSTRIA PORCENTAJE (%) DE TODAS LAS ENZIMAS DETERGENTES () PROTEASAS, AMILASAS, CELULASAS, LIPASAS ALMIDÓN Y DERIVADOS AMILASAS, MALTASAS, ISOMERASAS PANADERÍA AMILASAS, GLUCANASA, XILANASA, PROTEASAS ACEITES Y GRASAS LIPASAS, ESTERASAS ALIMENTOS PARA ANIMALES FITASAS, AMILASAS, GLUCANASA, XILANASA psicrófilos mesófilos () LA MAYORÍA CON GENES DE EXTREMÓFILOS AMINOÁCIDOS DE INTERÉS INDUSTRIAL PRODUCIDOS EN ORGANISMOS GENÉTICAMENTE MODIFICADOS (BACTERIAS Y HONGOS) Enzimas recombinantes que se emplean en la industria alimenticia Alfa-amilasa Aminopeptidasa Fosfolipasa Enzima Aplicación Pan, bebidas, almidón Queso, lácteos, sabores Pan, grasas Aspartamo (Fen+Asp), Glicina Edulcorantes Aspartato, Alanina, Glutamato Resaltadores del sabor Histidina Antioxidante y preservativo Bacterias Hongos Glucosa isomerasa Hemicelulasa Lactasa Lipasa Almidón Pan, almidón Lácteos Grasas, quesos, sabores, pan Lisina y metionina Suplementos dietarios Pectinasa Bebidas, derivados de frutas Proteasa Queso, pan, bebidas, derivados de carne y pescado Quimosina Queso Xilanasa Bebidas, almidón, pan PROTEÍNAS RECOMBINANTES EMPLEADAS COMO FÁRMACOS BIOTECNOLOGÍA Y SALUD HUMANA PRODUCTO INDICACIÓN TERAPÉUTICA FACTORES DE COAGULACIÓN HEMOFILIA INSULINA DIABETES MELLITUS HORMONA DE CRECIMIENTO DEFICIENCIA EN NIÑOS ERITROPOYETINA (EPO) ANEMIA INTERFERÓN ALFA(IFN α) HEPATITIS B Y C, CÁNCER, HERPES VACUNA ANTI HEPATITIS B HEPATITIS B ANTICUERPOS MONOCLONALES ASMA, ARTRITIS REUMATOIDE PROTEÍNA C SEPSIS SEVERA B-GLUCOCEREBROSIDASA ENFERMEDAD DE GAUCHER DNAsa FIBROSIS CÍSTICA Escherichia coli Levaduras Células de mamíferos 3

4 4-7-2 Antes Ahora Antes Ahora páncreas ADN (gen de la insulina humana) Sangre humana ADN (gen del factor de coagulación) Purificación bioquímica bacterias o levaduras (ingeniería genética) Concentración e inactivación Cultivo de células de mamífero (ingeniería genética) insulina de cerdo insulina humana (recombinante) Factor de coagulación humano Factor de coagulación humano (recombinante) PRODUCCIÓN DE INTERFERÓN DE GLÓBULOS BLANCOS HUMANOS 4. litros de sangre humana (aprox.. dadores) 2. millones de unidades de IFN (aprox. gramo) Para tratar a. pacientes con enfermedades virales leves, 2. con enfermedades virales crónicas y pacientes con cáncer. Costos para producir gramo: -2 millones de dólares Desde 986 se produce IFN recombinante para el tratamiento de hepatitis B y C, herpes y ciertos tipos de cáncer. HORMONA DE CRECIMIENTO SOMATROPINA HUMANA RECOMBINANTE ANTES, A PARTIR DE CADÁVERES AHORA, A PARTIR DE BACTERIAS RECOMBINANTES Tomado de Bio Qué?, Alberto Díaz 2 VEGETALES GENETICAMENTE MODIFICADOS A NIVEL INTERNACIONAL PRINCIPALES CULTIVOS GM EN EL MUNDO (29) AÑO 29: 34 MILLONES DE HECTÁREAS % ÁREA % MILLONES OGM GLOBAL PRODUCCIÓN DE HA OGM MUNDIAL SOYA 69, MAÍZ 4, ALGODÓN 6, 2 49 CANOLA 6,4 2 REMOLACHA,26,2 AZUCARERA ALFALFA, <, PAPAYA,7 <, ZAPALLO,2 <, ÁLAMO <, <, CLAVEL <, <, Fuente: ISAAA, 2 4

5 4-7-2 A NIVEL INTERNACIONAL PORCENTAJE ADOPCIÓN CULTIVOS GM (29) IMPACTOS DE LOS CULTIVOS GM (996-28) IMPACTO SOCIOECONÓMICO DE CULTIVOS GM A NIVEL DE PAÍSES AMERICANOS PAÍS SOYA HT MAÍZ HT ALGODÓN HT CANOLA HT MAÍZ BT ALGODÓN BT TOTAL EEUU.422,.42,9 84, 49, , , ,7 ARGENTINA 7.8, 46, 28,6-226,8 67,9 8.84,3 2 EEUU CANADÁ ARGENTINA BRASIL 2.868, , 2.933, PARAGUAY 49, , CANADA 3, 42, -.289, 28, -.643, MÉXICO 8,8 -, ,9 8, SOYA CANOLA MAÍZ URUGUAY 42, ,7-4, COLOMBIA ,6 2,6 TOTAL 2.78,7.49,9 842,9.438,2.26, ,6 33.2,2 Todoslos valores sonnominales. Los cálculos de ingresos agrícolas son cambios en los ingresos netos después de agregar los impactos sobre el rendimiento, la calidad de los cultivos, y los costos variables de producción (ej. pago de primas de la semilla, el impactosobrelos gastosdeproteccióndelos cultivos). Fuente: Brookes & Barfoot 29, PG Economics, Ltd. IMPACTOS DE LOS CULTIVOS GM REDUCCIÓN EN EL USO DE INSECTICIDAS Y HERBICIDAS DE ACUERDO AL CULTIVO ENTRE IMPACTOS DE LOS CULTIVOS GM IMPACTOS ECOLÓGICOS MITIGACIÓN DEL CAMBIO CLIMÁTICO Y REDUCCIÓN DE GASES INVERNADERO VOLUMEN DE PORCENTAJE DE OGM CARACTERÍSTICA QUÍMICOS REDUCCIÓN (MILL DE KG) Soya Tolerante a herbicida % Maíz Tolerante a herbicida % Algodón Tolerante a herbicida % Canola Tolerante a herbicida % Maíz Resistente a insectos % Algodón Resistente a insectos % TOTAL % CO2 disminuir el arado, conservando el suelo y la humedad, reduciendo el uso de pesticidadas y secuestrando CO2 En el 27:. millones Kg de CO2 (menor uso de insecticidas y pesticidas) 3. millones Kg CO2 (menor preparación suelos) TOTAL: 4.2 millones Kg CO2 sacar de circulación a 6,3 millones de automóviles [Brookes & Barfoot 29, PG Economics, Ltd.] ***en el 29 el parque automotor de Chile estaba proyectado a tener automóviles y Santiago.82.. Fuente: Brookes & Barfoot 28. PG Economics LOS DESAFÍOS Maíz Bt, Soya RR, Algodón Bt, Canola RR 3 mil millones 96 6 mil millones 2 Casi3milmillonesdepersonas másen elmundoen 2 9 mil millones Sólo un % más de tierra cultivable podría sumarse para la producción agrícola 2 Nuevos Eventos Biotecnológicos Debido al cambio climático, se espera una disminución en el rendimiento de los cultivos, sobre todo en los países en desarrollo. Lademanda dealimentos ydeenergía seráeldobleen 2

6 4-7-2 EVENTOS COMERCIALES EN TRÁMITES DE APROBACIÓN Y EN I+D EN EL MUNDO DESARROLLOS: CULTIVOS BT OGM 28 TRAMITE APROBACIÓN COMERCIAL TRAMITE APROBACIÓN REGULATORIA DESARROLLO AVANZADO TOTAL ESPERADO AL 2 SOYA MAÍZ CANOLA 4 ALGODÓN ARROZ 4 PAPA 3 OTROS 7 Papaya 2 Zapallo Remolacha Az. Pimiento Tomate 2 2 Alfalfa 2 TOTAL Papa Bt Crisantemo Bt Brocoli Bt 8 4 Poroto Berenjena 3 Tomate 2 Repollo 2 Coliflor Ají Turco Mostaza Trigo Ají Maní 6 23 Soja Bt Arroz Bt 24 Fuente: Stein & Rodríguez-Cerezo 29, EUR23846EN. DESARROLLOS: TOLERANCIA A SEQUÍA DESARROLLOS: USO MAS EFICIENTE DEL NITRÓGENO Buenos rendimientos aún en condiciones de sequía Reducción en el uso de fertilizantes Uso eficiente del agua = sustentabilidad Menor contaminación de suelos y napas DESARROLLOS: MEJORAS DE CALIDAD Maíz alta lisina (alimentación animal) DESARROLLOS: BIOFORTIFICACIÓN Soya alto oleico. CASOS DE CEGUERA IRREVERSIBLE CADA AÑO (alimentación humana) Arroz dorado con vitamina A 2 MILLONES DE MUERTES DEBIDO A COMPLICACIONES POR FALTA DE VITAMINA A (alimentación humana) Maíz alta amilasa (producción de bioetanol) 6

7 4-7-2 EN DESARROLLO : FLORES Retardo de la senescencia de las flores Modificación del color EN DESARROLLO MEDIO: ELIMINACIÓN O DISMINUCIÓN DE FACTORES ANTI- NUTRITIVOS, TOXINAS O ALÉRGENOS: Las dos flores tienen ocho días de post-cosecha Modificación de la arquitectura floral Alérgenos en maní y en soya Gliadinas en trigo (enfermedad celíaca) Café con menos cafeína Glucósidos cianogénicos en mandioca Control genético del número de órganos florales en flor de Petunia EN DESARROLLO: PLANTAS TRANSGÉNICAS PARA FITORREMEDIACIÓN Ejemplo: detoxificación de TNT EN DESARROLLO MEDIO Papa resistente a virus Frutilla resistente a hongos Manzana resistente a insectos Plátanos resistentes a bacterias Maíz tolerante a bajas temperaturas Tomate tolerante a heladas Frutos de maduración retardada Arroz tolerante a alta salinidad Trigo tolerante a sequía Crecimiento de plantas de tabaco no transformadas y transgénicas luego de la germinación en medioconteniendo explosivos. CAMPAÑA DE DESINFORMACIÓN 7

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