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F U N D A M E N T O S D E  B I O T E C N O L O GÍ A(97  2003)
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  • 1. (22) CIENCIA Y TECNOLOGÍA: INFLUENCIA EN LAS PRACTICAS SANITARIAS: APORTES DE LA BIOTECNOLOGÍA M.Sc. JOSE ROBERTO ALEGRIA COTO Depto. de Desarrollo Científico y Tecnológico (CONACYT) MAESTRÍA EN SALUD PÚBLICA Universidad de El Salvador Lunes 13 de Agosto de 2001. .
  • 2. <ul><li>¿Qué es la Biotecnología </li></ul><ul><li>Investigaciones en Biotecnología </li></ul><ul><li>Técnicas Biotecnológicas </li></ul>CONTENIDO
  • 3. <ul><li>. </li></ul><ul><li>Generar un ambiente de reflexión sobre la importancia de la Biotecnología en las prácticas sanitarias. </li></ul>OBJETIVO:
  • 4. Por su raíz: BIO = el uso de procesos biológicos; TECNOLOGIA = herramienta para resolver problemas o hacer productos útiles. Biotecnología es la culminación de más de 6,000 años de experiencia humana usando seres vivos en los procesos de fermentación para hacer productos tales como el pan, queso, cerveza y vino. La Nueva Biotecnología es una combinación de avances en el conocimiento humano de la Biología Celular y Molecular, Genética de los seres vivos, virus y otros ácidos nucleícos y del funcionamiento del sistema inmune. ¿QUE ES LA BIOTECNOLOGIA?
  • 5. Sobre 200 millones de personas en todo el mundo han usado más de 90 productos de medicamentos y vacunas aprobadas por la FDA de USA. Hay más de 350 medicamentos y vacunas administrados en ensayos clínicos humanos y cientos más en desarrollo inicial en USA, diseñadas para tratar varios cánceres, Alzheimer, enfermedades del corazón, esclerósis múltiple, SIDA, obesidad y otras condiciones. Hay cientos de pruebas de diagnóstico médico que permiten la transfusión sanguínea segura, libre del virus del SIDA y detectan tempranamente otras condiciones que pueden ser exitosamente tratadas. HECHOS DE LA BIOTECNOLOGÍA
  • 6. A. MEDICAMENTOS. En USA las medicinas biotec de aceptación actual han sido aprobadas por la administración de Alimentos y Medicinas (FDA), para tratar anemia, fibrosis cística, deficiencias del crecimiento, hemofilia, leucemia, hepatitis, verrugas genitales, rechazo de transplantes y muchas formas de cáncer. BIOTECNOLOGÍA EN EL CUIDO DE LA SALUD
  • 7. B. VACUNA. La FDA ha aprobado el uso de una vacuna para la hepatitis B. La vacuna es producida al insertar el gen responsable para la producción del antígeno de la hepatitis en células de levadura. En procesos de fermentación, similares a la producción de cervezas, cada levadura hace una copia de sus proteínas y del gen antigénico. BIOTECNOLOGÍA EN EL CUIDO DE LA SALUD
  • 8. C. DIAGNOSTICO. Pruebas de hogar de preñez. Prueba para medir las lipoproteínas de baja densidad (LDL), o colesterol “malo” en la sangre. Uso de PCR para la detección de patógenos humanos: Chlamydia trachomatis, Neisseria gonorrhoeae, Treponema pallidum, Haemophilus ducreyi, Mycobacterium tuberculosis , Hepatitis C, Enterovirus, Enterotoxigénica Campylobacter . E. Coli, La tecnología de PCR combinada con otros instrumentos detecta bacteria en 7 mtos. BIOTECNOLOGÍA EN EL CUIDO DE LA SALUD
  • 9. D. TERAPIA GENICA. En la terapia génica, un gen faltante o perdido puede ser reemplazado para corregir la causa genética de una nfermedad. Ha sido usada, para tratar la enfermedad de inmuno-deficiencia severa combinada (SCID), conocida como la “enfermedad del niño burbuja”. BIOTECNOLOGÍA EN EL CUIDO DE LA SALUD
  • 10. . Marcadores Ingeniería Genética Tecnología del ADN Fármacos Anti-cáncer Diagnósticos Cultivo de Células Vegetales Transferencia de genes en animales Síntesis de Sondas de ADN Localización de desórdenes genéticos Clonación Solución de crimenes BIOTECNOLOGÍA Producción de Proteínas humanas Terapia Génica Bancos de ADN, ARN Proteínas Mapas de Genomas completos Biología Molecular Cultivos Celulares Anticuerpos Monoclonales Síntesis de Nuevas Proteínas Nuevos Antibióticos Nuevas Plantas y Animales Nuevos Alimentos Recursos humanos químicos raros
  • 11. En investigación criminal y medicina forense, antropología y manejo de vida silvestre. Esto también puede ser usado para detectar secuencias que pueden predisponer a un individuo a enfermedades genéticas tales como muchas formas de cáncer, una forma de HIV, Alzheimer, fibrosis cística, Corea de Huntington y otras condiciones. HUELLA GENETICA (DNA fingerprinting)
  • 12. <ul><li>Prueba Forense. Usada en 1980 en Gran Bretaña como refuerzo de la ley. En USA hasta 1987. En Virginia, Minnesota, Illinois y Florida, ha exonerado a individuos acusados de asaltos sexuales. </li></ul><ul><li>B. Establecimiento de la paternidad. Los patrones de ADN son heredados, la mitad de la madre y la mitad del padre. Para establecer la paternidad, la huella digital genética de la madre, niño y del padre alegado son comparadas. </li></ul><ul><li>C. Manufactura. La huella de ADN es usada para asegurar el control de calidad en los seres vivos. </li></ul>HUELLA GENETICA (DNA fingerprinting)
  • 13. 1. CLONACION 2. PRODUCCION DE EMBRIONES PARA TRANSPLANTES 3. XENOTRANSPLANTES 4. GENOMICA 5. PROTEOMICA 6. ORGANISMOS MODIFICADOS GENETICAMENTE INVESTIGACIONES EN BIOTECNOLOGIA
  • 14. Término genérico para la replicación en un laboratorio de genes, células u organismos de una entidad original, con copias genéticas exactas del gen, célula u organismo original. Esta técnica ha producido avances sensacionales en medicinas y vacunas. También hay investigación en clonación de células humanas, órganos y otros tejidos. Esto puede producir el reemplazo de piel, cartilagos y hueso para victimas de quemaduras y accidentes, o de órganos. CLONACIÓN
  • 15. 1- Células de una oveja adulta son extraídas y se llevan a un estado de latencia. 2- El núcleo es removido del huevo infertilizado de otra oveja y el núcleo de la oveja donadora es colocado en su lugar. 3- Una pequeña corriente eléctrica sobre el huevo manipulado inicia los mecanismos de fertilización. 4- Hay división celular y comienza el crecimiento y el huevo es implantado en la madre nodriza similar a una fertilización in vitro. 5- El clon es llevado a término y nace la oveja. COMO CLONARON A DOLLY
  • 16. En 1997, en la Universidad de Bath crearon embriones de rana sin cabeza, manipulando genes que suprimen el desarrollo de la cabeza, el tronco y la cola. Esto se puede aplicar a embriones humanos porque los mismos genes realizan funciones similares en ambas especies, y “genéticamente se puede programar el embrión para suprimir el crecimiento en todas las partes del cuerpo, excepto aquellas que se desea, más un corazón y la circulación de la sangre”. EMBRIONES PARA TRANSPLANTES
  • 17. Consiste en tomar el núcleo de una célula del paciente adulto y transferirlo a un óvulo humano cuyo núcleo se ha eliminado previamente. El resultado sería un embrión humano clónico (un clon del paciente). Sin embargo, el embrión no se implantaría en una mujer (lo que daría lugar a un hijo clónico del paciente). Sólo se le dejaría desarrollarse unos días. Luego se elimina para obtener de él las células madre . CULTIVO DE CELULAS MADRES
  • 18. XENOTRANSPLANTES <ul><li>Organos de otras especies -cerdos y otros animales - se han convertido en una fuente promisoria para donar órganos para humanos. </li></ul><ul><li>Esta práctica se conoce como xenotransplantación . </li></ul>
  • 19. PPL Therapeutics anunció que el 5 de marzo de 2000, nacieron cinco cerditas: Millie, Christa, Alexis, Carrel y Dotcom, como resultado de transferencia nuclear (clonación) que tienen inactivado el gen de la alfa 1-3 gal transferasa, cuya azúcar es responsable del rechazo hiperagudo en el órgano transplantado. PRODUCCIÓN DE XENO ORGANOS
  • 20. Proyecto Genoma Humano, iniciado en 1990, previsto para el 2007, fue terminado el 26 de Junio de 2000 , con la secuenciación del borrador del genoma humano, que contiene unos 100,000 genes y 3 mil millones de pares de bases (pb). Se espera que los científicos tengan las herramientas para encontrar los genes responsables de las enfermedades. Con la secuenciación del genoma humano, los investigadores pueden mover su enfoque del hallazgo de genes, el cual puede ser manejado a través de la base de datos de la computadora, hacia el entendimiento de la función de dichos genes, a través de la Proteómica. GENOMICA
  • 21. La Proteomica: es la clave para entender y tratar a las enfermedades. ” Al entender a las proteínas, los científicos consideran que finalmente podrán resolver los mecanismos bioquímicos básicos fundamentales de las enfermedades y la salud.” The Wall Street Journal PROTEOMICA
  • 22. Inició su desarrollo en la década de los 70s. Con esta tecnología, se pueden aislar los genes, manipularlos, introducirlos a nuevos hospederos, y clonarlos para obtener una ventaja novedosa sobre el organismo natural. Estas tecnologías son intensivas en conocimiento dependen principalmente del recurso humano calificado, para utilizar adecuadamente la información disponible y requieren infraestructura instalada e inversiones de capital que están al alcance de países como el nuestro. BIOTECNOLOGIA DEL ADN RECOMBINANTE
  • 23. 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. Alimentos modificados genéticamente CON VACUNAS INCORPORADAS
  • 24. (SKY) Técnica de laboratorio que permite distinguir los 23 pares de cromosomas humanos al mismo tiempo, con cada par de cromosomas pintados en un color fluorescente diferente. . Muchas enfermedades están asociadas con anormalidades cromosómicas, ejemplo, células cancerosas exhiben translocaciones. La técnica permite identificar translocaciones u otras anormalidades, cuando un cromosoma está pintado de un color y tiene una pequeña pieza de otro cromosoma pintado de otro color (Access Excellence About Biotech). CARIOTIPO ESPECTRAL
  • 25. CARIOTIPO ESPECTRAL (SKY)
  • 26. Las mutaciones, resultan en ciertas enfermedades, y es difícil identificar y caracterizarlas a causa de que los genes tienen muchas regiones en donde las mutaciones pueden ocurrir y causar enfermedad (www.nhgri.nih.gov). Ejemplo, mutaciones en los genes BRCA 1 y BRCA 2 , son factores de riesgo de 50-85% de cáncer de mama en la mujer. Hedenfalk et al, usando la tecnología de microarreglos, de 5361 genes identificaron 176 genes que se expresaban diferente en dos tipos de tumor. BRCA 1 y BRCA 2 , expresan diferente tipo de genes, sugiriendo que una mutación heredable influencia el perfil de la expresión génica del cáncer. (Genome Biology, vol 2, no. 4, 2001). TECNOLOGÍA BIOCHIP DE ADN
  • 27. TECNOLOGÍA BIOCHIP DE ADN
  • 28. El microarreglo génico está basado en una base de datos de mas de 40,000 fragmentos de genes llamados Secuencias Expresadas Marcadoras (ESTs). Cientos o miles de ESTs son arregladas en una lámina de microscopio. Los ARNm de una célula particular son marcados con marcas “tags” fluorescentes que se hibridizan, a los ESTs en la lámina cuando estas secuencias son complementarias a aquellas del ARNm. Un escaner mide la fluorescencia de cada muestra sobre la lámina, para determinar la actividad de los genes representados por los ESTs que están en la célula (www.nhgri.nih.gov). TECNOLOGÍA BIOCHIP DE ADN
  • 29. HABITAR MAS ALLA DE LA TIERRA. La NASA busca combinar avances en biotecnología y nanotecnología para modificar los genes de las plantas de manera bioregenerativo para que sus células produzcan micro sensores, transmisores y receptores moleculares, que supervisen funciones internas de las plantas e informen sobre su salud, para garantizar una buena cosecha de manera controlable y que produzcan flores y frutos bajo comando. Una idea paralela es diseñar plantas que produzcan sustancias químicas que las protegan del aumento de radiación en el espacio y en planetas con atmósferas poco densas tales como Marte.
  • 30. ¡MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCION¡ BIENVENIDAS LAS PREGUNTAS Atentamente: ROBERTO ALEGRIA CONACYT

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