10 Avances de la biología en los últimos 30 años

La biología ha tenido grandes avances en estos últimos 30 años. Estos progresos en el mundo científico trascienden a todos los ámbitos que rodean al hombre, afectando directamente el bienestar y el desarrollo de la sociedad en general.

Como rama de las ciencias naturales, la biología centra su interés en el estudio de todos los organismos vivos. Cada día, las innovaciones tecnológicas posibilitan investigaciones más específicas de las estructuras que forman a las especies de los cinco reinos naturales: animal, vegetal, monera, protista y el de los hongos.

Genoma humano. Fuente: Courtesy: National Human Genome Research Institute [Public domain], via Wikimedia Commons

De esta manera, la biología potencia sus investigaciones y ofrece alternativas novedosas a las diferentes situaciones que aquejan a los seres vivos. De igual forma, realiza descubrimientos de nuevas especies y de las especies ya extintas, que contribuyen a clarificar algunas interrogantes relacionadas con la evolución.

Uno de los principales logros de estos avances consiste en que estos conocimientos se han extendido más allá de las fronteras del investigador, llegando al ámbito cotidiano.

Actualmente, términos como biodiversidad, ecología, anticuerpo y biotecnología no son de uso exclusivo del especialista; su empleo y el conocimiento sobre el tema forma parte del día a día de muchas personas no dedicadas al mundo científico.

Avances más destacados de la biología en los últimos 30 años

la biología estudia la vida y todo lo vinculado a ella

ARN de interferencia

En 1998 se publicó una serie de investigaciones relacionadas con el ARN. En estas se afirman que la expresión génica se encuentra controlada por un mecanismo biológico, llamado ARN de interferencia.

A través de este ARNi es posible silenciar, de manera post-transcripcional genes específicos de un genoma. Esto se logra mediante pequeñas moléculas de ARN de doble cadena.

Estas moléculas actúan bloqueando de manera puntual la traducción y la síntesis de las proteínas, que ocurre en los genes del ARNm. De esta manera se controlaría la actuación de algunos agentes patógenos que causan graves enfermedades.

El RNAi es una herramienta que ha tenido grandes aportes en el área terapéutica. Actualmente esta tecnología es aplicada para identificar moléculas que tengan potencial terapéutico frente a diversas enfermedades.

Primer mamífero adulto clonado

El primer trabajo donde se clonó un mamífero se realizó en 1996, realizado por los científicos en una oveja hembra domesticada.

Para realizar el experimento se utilizaron células somáticas de las glándulas mamarias que se encontraban en estado adulto. El proceso empleado fue el de transferencia nuclear. La oveja resultante, llamada Dolly, creció y se desarrolló, pudiendo reproducirse de manera natural sin ningún inconveniente.

Mapeo del genoma humano

Este gran avance biológico llevó más de 10 años en concretarse, lo cual se logró gracias a los aportes de muchos científicos a nivel mundial. En el año 2000, un grupo de investigadores presentaron un esquema casi definitivo del mapa del genoma humano. La versión definitiva del trabajo se culminó en el 2003.

Este mapa del genoma humano muestra la ubicación de cada uno de los cromosomas, que contienen toda la información genética del individuo. Con estos datos, los especialistas pueden conocer todos los detalles propios de las enfermedades genéticas y de cualquier otro aspecto que se desee indagar.

Células madres a partir de las células de la piel

Antes del año 2007, se manejaba la información de que las células madres pluripotentes solo se encontraban en las células madres embrionarias.

En ese mismo año, dos equipos de investigadores estadounidenses y japoneses, realizaron un trabajo donde lograron revertir las células adultas de la piel, con la finalidad de que pudiesen actuar como células madres pluripotentes. Estas pueden diferenciarse, pudiendo convertirse en cualquier otro tipo de célula.

El descubrimiento del nuevo proceso, donde se cambian la “programación” de las células epiteliales, abre un camino hacia el área de la investigación médica.

Miembros corporales robóticos controlados por el cerebro

Durante el año 2000, los científicos del Centro Médico de la Universidad de Duke implantaron varios electrodos en el cerebro de un mono. La finalidad era que este animal pudiera ejercer control sobre una extremidad robótica, permitiéndole recoger así sus alimentos.

En el 2004, un método no invasivo fue desarrollado con la intención de captar las ondas provenientes del cerebro y usarlas para controlar dispositivos biomédicos. Fue en el 2009 cuando Pierpaolo Petruzziello se convirtió en el primer ser humano que, con una mano robótica, podía realizar movimientos complejos.

Esto pudo lograrlo empleando las señales neurológicas provenientes de su cerebro, las cuales eran recibidas por los nervios del brazo.

Edición de bases del genoma

Los científicos han desarrollado una técnica más precisa que la edición de genes, la reparación de segmentos mucho más pequeños del genoma: las bases. Gracias a esto se pueden sustituir bases del ADN y del ARN, solventando algunas mutaciones específicas que pudieran estar relacionadas con enfermedades.

El CRISPR 2.0 puede sustituir una de las bases sin alterar la estructura del ADN o del ARN. Los especialistas lograron cambiar una adenina (A) por una guanina(G), “engañando” a sus células para que reparasen al ADN.

De esta manera las bases AT se convirtieron en un par GC. Esta técnica reescribe los errores que presente el código genético, sin necesidad de cortar y sustituir zonas enteras de ADN.

Novedosa inmunoterapia contra el cáncer

Esta nueva terapia se basa en el ataque al ADN del órgano que presenta células cancerígenas. El novedoso medicamento estimula el sistema inmunológico y es empleado en casos de melanoma.

También pudiera utilizarse en tumores, cuyas células cancerosas tengan la denominada “deficiencia de reparación de desajuste”. En este caso, el sistema inmune reconoce a estas células como extrañas y las elimina.

El fármaco ha sido aprobado por la Administración de Alimentos y Medicamentos de los Estados Unidos (FDA).

Terapia génica

Una de las causas genéticas más común en la muerte de bebés es la atrofia muscular espinal tipo 1. Estos recién nacidos carecen de una proteína en las neuronas motoras de la médula espinal. Esto hace que los músculos se debiliten y dejen de respirar.

Los bebés que sufren de esta enfermedad tienen una nueva opción para salvar sus vidas. Se trata de una técnica que incorpora un gen faltante en las neuronas espinales. El mensajero es un virus inocuo llamado virus adenoasociado (AAV).

La terapia génica AAV9, que tiene el gen proteico ausente en las neuronas de la médula espinal, es suministrada por vía intravenosa. En un alto porcentaje de los casos en los cuales fue aplicada esta terapia, los bebés pudieron comer, sentarse, hablar y algunos hasta correr.

Insulina humana a través de la tecnología de ADN recombinante

La producción de insulina humana a través de la tecnología de ADN recombinante representa un avance importante en el tratamiento de pacientes con diabetes. Los primeros ensayos clínicos con insulina humana recombinante en seres humanos se iniciaron en el año 1980.

Esto se hacía produciendo las cadenas A y B de la molécula de insulina por separado, y luego combinándolas mediante técnicas químicas. Ahora bien, el proceso recombinante es diferente desde 1986. La codificación genética humana de la proinsulina se inserta en células de Escherichia coli.

Estas se cultivan luego por fermentación para producir proinsulina. El péptido de conexión se escinde enzimáticamente de la proinsulina para producir insulina humana.

La ventaja de este tipo de insulina es que tiene una acción más rápida y una inmunogenicidad más baja que la de cerdo o vacuno.

Plantas transgénicas

En 1983 se cultivaron las primeras plantas transgénicas.

Luego de 10 años,  se comercializó en Estados Unidos la primera planta genéticamente modificada, y dos años más tarde una pasta de tomate producto de una planta GM (genéticamente modificada) entró en el mercado europeo.

A partir de ese momento, cada año se registran modificaciones genéticas en plantas en todo el mundo. Esta transformación de los vegetales se realiza mediante un proceso de transformación genética, donde se inserta material genético exógeno  

La base de estos procesos es la naturaleza universal del ADN, contentiva de la información genética de la mayoría de los organismos vivos.

Estas plantas se caracterizan por una o más de las siguientes propiedades: tolerancia a herbicidas, resistencia a plagas, aminoácidos modificados o composición de grasa, esterilidad masculina, cambio de color, maduración tardía, inserción de un marcador de selección o resistencia a infecciones virales.

Referencias

  1. SINC (2019) Diez avances científicos de 2017 que han cambiado el mundo   es
  2. Bruno Martín (2019). Premio para el biólogo que descubrió la simbiosis humana con las bacterias. El País. Recuperado de elpais.com.
  3. Mariano Artigas (1991). Nuevos avances en la Biología molecular: genes inteligentes. Grupo ciencia, razón y fe. Universidad de Navarra. Recuperado de.unav.edu.
  4. Kaitlin Goodrich (2017). 5 Important Breakthroughs in Biology from the Last 25 Years. Brain scape. Recuperado de brainscape.com
  5. National Academy of Sciences Engineering Medicina (2019). Recent Advances in Developmental Biology. Recuperado de nap.edu.
  6. Emily Mullin (2017). CRISPR 2.0, capaz de editar una sola base de ADN, podría curar decenas de miles de mutaciones. MIT Technology review. Recuperado de technologyreview.es.

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