La relevancia de la historia de la biotecnología para la atención médica
Biotecnología Médica
Comprender la Historia de la Biotecnología Médica y sus logros, junto con su impacto continuo en el descubrimiento, diagnóstico y tratamiento, es esencial para que los científicos médicos comprendan la importancia de ambos campos, la medicina y la biotecnología, para mejorar la atención médica.
La Biotecnología Médica es una ciencia multidisciplinaria que utiliza sistemas y procesos biológicos para abordar desafíos científicos, tecnológicos y de atención médica.
Raíces de la Biotecnología
Las raíces de la biotecnología se remontan a tiempos antiguos, cuando los humanos seleccionaban plantas para el cultivo, domesticaban animales y utilizaban microorganismos para producir pan, vino y cerveza.
En ese momento, no existía conocimiento científico disponible, ni medios para adquirirlo, sobre los procesos y moléculas subyacentes, y las personas se basaban en la experiencia para la cría de especies vegetales y animales y la fermentación.
A lo largo de la historia, los científicos han intentado explicar estos fenómenos. Sin embargo, fue solo durante la segunda mitad del siglo XIX cuando la biotecnología adquirió una base científica rigurosa: Louis Pasteur identificó y aisló la levadura como el agente responsable de la transformación del mosto en vino, Gregor Mendel formuló las leyes de la genética y Friedrich Miescher descubrió los ácidos nucleicos.
Historia de la Biotecnología Médica
Durante las últimas cuatro décadas, la biotecnología ha evolucionado hacia una disciplina sofisticada, aplicando el poder de la biología molecular y la ingeniería genética para producir nuevos productos y procesos novedosos que continúan revolucionando nuestras vidas.
De hecho, la biotecnología se emplea actualmente en todos los campos médicos para satisfacer la necesidad constante de mejorar la salud y la calidad de vida de los seres humanos.
Comprender la historia de la biotecnología y sus logros , junto con su impacto continuo en el descubrimiento, diagnóstico y tratamiento, es esencial para que los científicos médicos comprendan la importancia de ambos campos, la medicina y la biotecnología, para mejorar la atención médica.
La historia de la biotecnología médica cubre varios temas, incluyendo: las escuelas médicas medievales pioneras, el ADN recombinante, el desarrollo de la insulina recombinante y su impacto en el manejo de la diabetes, los avances revolucionarios en la terapia y el diagnóstico del SIDA, la historia de los cultivos celulares y la investigación con células madre, el desarrollo de anticuerpos monoclonales, el Proyecto del Genoma Humano, la reproducción asistida y la terapia génica.
Una breve cronología de la Biotecnología Médica
El descubrimiento de la penicilina
La biotecnología moderna surgió a principios del siglo XX. Un punto de inflexión se produjo en 1928 con el descubrimiento de la penicilina por Alexander Fleming, quien observó accidentalmente que un moho, identificado posteriormente como una cepa rara de Penicillium notatum, inhibía el crecimiento de colonias de Staphylococcus en una placa de Petri.
Fleming obtuvo un extracto del moho, nombrando a su agente activo como penicilina, y determinó que tenía un efecto antibacteriano sobre los estafilococos y otras bacterias grampositivas. Sin embargo, varios intentos realizados por el grupo de Fleming para purificar la penicilina fracasaron; finalmente publicó sus hallazgos en el British Journal of Experimental Pathology en junio de 1929.
El inicio de la Segunda Guerra Mundial obligó a científicos e ingenieros a colaborar en el desarrollo de cultivos a gran escala de Penicillium para producir penicilina rápidamente, ante la necesidad de curar a soldados y civiles heridos. Este esfuerzo propició la mejora de la tecnología de fermentación y ha ampliado la disponibilidad de la penicilina.
Del ADN al ADN recombinante
El descubrimiento de la estructura del ADN por James Watson y Francis Crick y el desarrollo de la síntesis de ADN por Arthur Kornberg en la década de 1950 marcaron un momento decisivo y llevaron al nacimiento de la ingeniería genética y la tecnología de ADN recombinante (ADNr).
Estos avances permitieron al grupo de David Goeddel en Genentech, la primera empresa biotecnológica, en 1978, en conseguir unos de los mayores logros de la historia de la biotecnología médica: producir insulina humana recombinante en Escherichia coli. Fue la primera proteína recombinante no inmunogénica y libre de animales producida in vitro y rápidamente se convirtió en la terapia estándar para tratar a pacientes con diabetes en todo el mundo.
Investigación de genomas
La década de 1990 fue testigo del Proyecto del Genoma Humano y las primeras terapias génicas en humanos, notablemente la cura exitosa de una inmunodeficiencia rara y severa por Alain Fischer.
En 1995, se secuenció el primer genoma de un organismo vivo, Haemophilus influenzae, y dos años después, la clonación de la oveja Dolly demostró el potencial de la manipulación celular en mamíferos.
El creciente conocimiento sobre la tecnología de ADN recombinante allanó aún más el camino para la edición del genoma, que logró sus primeros resultados tangibles en 2005 mediante el uso de nucleasas de dedos de zinc (ZFNs) y las nucleasas efectoras similares a activadores de transcripción (TALENs) en 2010.
Finalmente, la tecnología de edición génica CRISPR-Cas, basada en un mecanismo de defensa bacteriano natural, se desarrolló en 2013. Permite la manipulación precisa del ADN al agregar, eliminar o reemplazar genes específicos o nucleótidos individuales en células vivas.
Desarrollo de vacunas de ARN mensajero
Durante el mismo período, el ARN mensajero (ARNm) atrajo interés como herramienta terapéutica. A finales de 1987, Robert Malone dio los primeros pasos hacia las terapias de ARN al mezclar ARNm con gotas lipídicas que podían ingresar a células humanas vivas.
Sin embargo, hasta finales de la década de 2000, el desarrollo de terapias de ARNm se vio obstaculizado por la inestabilidad del ARN y los altos costos de producción. No obstante, varias empresas emergentes exploraron la tecnología para combatir el cáncer mediante la expresión de proteínas codificadas por ARNm para estimular el sistema inmunológico contra las células tumorales.
Cuando la COVID-19 atacó, Moderna creó rápidamente un prototipo de vacuna pocos días después de que la secuencia genómica del virus estuviera disponible e inició los ensayos clínicos en humanos en menos de diez semanas. BioNTech se asoció con Pfizer en marzo de 2020, y los ensayos clínicos avanzaron a un ritmo récord, pasando de las primeras pruebas en humanos a la aprobación de emergencia en menos de ocho meses.
Ambas vacunas utilizan ARNm modificado formulado en nanopartículas lipídicas (LNP), que contienen secuencias que codifican una forma de la proteína de la espícula del SARS-CoV-2 para inducir inmunidad protectora. Las vacunas de ARNm contribuyeron significativamente a combatir la propagación pandémica de la infección por el virus SARS-CoV-2.
Medicina de precisión y tratamiento contra cáncer
La medicina de precisión es la principal aplicación de la biotecnología médica para personalizar la prevención, el diagnóstico y el tratamiento de enfermedades, considerando las características genéticas y moleculares específicas de cada paciente. La idea se remonta a Sir William Osler, quien dijo: «Es mucho más importante saber qué tipo de paciente tiene una enfermedad que qué tipo de enfermedad tiene un paciente», y al trabajo de Werner Kalow sobre Farmacogenética en 1962.
Dos éxitos significativos en este campo incluyen la aprobación de Trastuzumab (Herceptin; Genentech) en 1988 para tratar a pacientes con cáncer de mama metastásico HER2-positivo, e Imatinib (Gleevec; Novartis) a principios de la década de 2000 para tratar la leucemia mieloide crónica (LMC) al dirigirse a la tirosina quinasa BCR-ABL.
La Historia de la Biotecnología Médica demuestra claramente su crucial impacto en el tratamiento del cáncer. De hecho, los avances biotecnológicos brindan nuevas esperanzas a los pacientes con cáncer al desarrollar opciones de tratamiento menos dañinas y más efectivas en comparación con las terapias convencionales.
Las terapias innovadoras contra el cáncer incluyen: inhibidores de puntos de control inmunitario para aumentar la capacidad del sistema inmunológico para reconocer y atacar las células cancerosas; terapia con células CAR-T que utiliza células T modificadas genéticamente de la sangre del paciente para reconocer y atacar mejor las células cancerosas; terapia dirigida que se enfoca específicamente en mutaciones o proteínas involucradas en el crecimiento y la metástasis del cáncer; terapia génica para corregir o reemplazar genes defectuosos involucrados en el cáncer; y terapia basada en nanopartículas, un enfoque innovador para administrar medicamentos directamente a las células cancerosas.
Retos Críticos de la Biotecnología Médica
A lo largo de los años, las preocupaciones sobre la biotecnología se han visto avivadas por la sospecha de que la ciencia es meramente una herramienta para un imperativo tecnológico: que porque algo se puede hacer, se debe hacer. A medida que la biología moderna y sus aplicaciones se expandieron, también lo hicieron las demandas para controlar cómo se utilizará este conocimiento.
Comenzando con el Proyecto Genoma Humano, eticistas, científicos y abogados comenzaron a trabajar juntos para evaluar no solo lo que podemos hacer, sino también lo que debemos hacer.
De hecho, la aplicación de innovaciones específicas, como la clonación, la secuenciación del genoma completo o la edición genética, plantea importantes cuestiones éticas, legales y sociales sobre la seguridad y el impacto potencial de los organismos genéticamente modificados y el posible uso indebido.
Otro desafío importante es la traslación clínica de la biotecnología y las dificultades para procesar estas en productos comerciales. De hecho, hasta ahora solo unos pocos avances biotecnológicos han resultado en nuevas herramientas y tratamientos para el cuidado de la salud.
La traslación de la investigación básica a la práctica clínica implica varias etapas más allá del descubrimiento y el desarrollo clínico: la búsqueda de financiación, las dificultades en el diseño y la ejecución de ensayos clínicos, las aprobaciones regulatorias, la aceptación del mercado y la competencia con otras industrias de la salud.
Estos factores económicos y regulatorios, además de las cuestiones éticas, legales y sociales mencionadas anteriormente, juegan un papel importante en la rapidez y eficiencia con que la biotecnología puede mejorar la atención médica.
Conclusión
La historia de la biotecnología médica muestra su potencial para impulsar la innovación tanto en medicina como en farmacología, y que ha logrado y sigue logrando avances transformadores en el cuidado de la salud, al transformar el descubrimiento, desarrollo y fabricación de medicamentos y otras terapias.
La medicina adopta estos avances y los aplica en la práctica clínica, revolucionando campos como los biofármacos y los productos biológicos, los medicamentos dirigidos, la medicina personalizada y la terapia génica.
En resumen, la biotecnología es ahora un pilar fundamental de la evolución médica y farmacológica, brindando a médicos y pacientes nuevas opciones de tratamiento. Aunque el campo a menudo está sujeto a cuestiones éticas que a veces obstaculizan los avances, es evidente que la biotecnología ha traído bienestar y salud a la humanidad, y su impacto solo aumentará en el futuro. Destacar los grandes esfuerzos que se han realizado y los objetivos que se han alcanzado hasta ahora, demuestra a los estudiantes de medicina y biología la importancia de la tecnología en el progreso médico.
Este artículo fue traducido, adaptado y republicado de EMBO reports bajo una licencia de Creative Commons Attribution 4.0 International. Lee el artículo original.
Referencia completa:
Bifulco M, Di Zazzo E, Affinito A, Pagano C. The relevance of the history of biotechnology for healthcare : Teaching students how biotechnology and medicine have been closely entwined during the past century highlights how both fields have inspired and driven each other. EMBO Rep. 2025 Jan;26(2):303-306. doi: 10.1038/s44319-024-00355-8. Epub 2025 Jan 2. PMID: 39747667; PMCID: PMC11772680.
