Formas de colores, en su mayor parte rectangulares, ordenadas en secuencias y lado a lado (© NHGRI/AP Images)
La revista científica “Science” informó en 2022 que los científicos han ensamblado la composición genética de la vida humana en su totalidad, agregando las piezas que faltaban en el rompecabezas que casi se había completado hace dos décadas. La imagen muestra el resultado de un secuenciador de ADN. (© NHGRI/AP Images)

La biotecnología, uno de los campos científicos de más rápido crecimiento, utiliza herramientas de la biología, la química, la informática, la ingeniería y las matemáticas para avanzar en investigaciones que auguran prometedores descubrimientos médicos.

Los productos y soluciones biotecnológicas generaron unos ingresos de 1 billón de dólares en todo el mundo en 2021, un 34 % más que hace cinco años, según el informe de evaluación de innovaciones biotecnológicas de 2021 Global Biotechnology Innovation Scorecard, que califica a Estados Unidos como líder en estos avances.

“Definitivamente, Estados Unidos ha sido líder en biotecnología durante muchos años y continúa expandiendo el campo”, dijo Natalie Betz, directora académica de la Escuela de Medicina de la Universidad de Wisconsin-Madison.

Una de las piedras angulares de la biotecnología es la ingeniería genética, un proceso por el que los científicos alteran los genes dentro de una célula viva para cambiar sus rasgos y desarrollar nuevos productos. (Los genes están formados por ADN, que son las moléculas que proporcionan las instrucciones para el funcionamiento de una célula).

En 1988, Estados Unidos sentó las bases de la ingeniería genética moderna cuando el Congreso financió la creación del Proyecto Genoma Humano, una colaboración internacional para cartografiar y secuenciar el genoma humano. (Un genoma es una especie de manual de instrucciones sobre cómo construir un organismo vivo). La mayor parte del mapa se completó en 2003, dando lugar a miles de descubrimientos médicos, desde tratamientos para el cáncer hasta soluciones para enfermedades hereditarias o la revitalización de órganos. En marzo, un equipo científico dirigido por estadounidenses completó el mapa del genoma humano.

He aquí tres descubrimientos recientes de científicos estadounidenses que hacen avanzar la biotecnología:

Dos mujeres sonríen y posan para una fotografía (© Peter Barreras/Invision/AP Images)
Emmanuelle Charpentier (a la izda.) y and Jennifer Doudna en el Centro de Investigaciones Ames de la NASA en California (© Peter Barreras/Invision/AP Images)

Tecnología de edición de genes: Muchos científicos estadounidenses, entre ellos Jennifer Doudna, bioquímica de la Universidad de California en Berkeley, y Emmanuelle Charpentier, bioquímica y directora de la Unidad Max Planck para la Ciencia de los Patógenos; trabajaron en una técnica de “edición” de genes llamada CRISPR (la sigla de “clustered regularly interspaced short palindromic repeats [repeticiones palindrómicas cortas agrupadas y regularmente espaciadas]). Esta técnica permite a los científicos cambiar y activar o desactivar las instrucciones hereditarias de una célula. El descubrimiento ha tenido amplias repercusiones en la medicina. Se está utilizando para tratar enfermedades antes incurables, como la anemia de células falciformes, y para desarrollar nuevas herramientas de diagnóstico médico, como la optogenética, que permite a los investigadores profundizar en el funcionamiento del cerebro. En 2020, Doudna y Charpentier ganaron el premio Nobel por su trabajo conjunto en CRISPR.

Biología sintética: J. Craig Venter, biotecnólogo e investigador principal del Proyecto Genoma Humano, creó la primera bacteria sintética. El genoma de la bacteria sintética se construyó en un laboratorio, en lugar de nacer o evolucionar a partir de otra bacteria viva. Siguiendo los pasos de Venter, dos científicos, Bill Banyai y Bill Peck, unieron su experiencia en la fabricación de semiconductores y la secuenciación del genoma para fabricar genes sintéticos. Su empresa, Twist Bioscience, proporciona genes sintéticos a las empresas para apoyar la I+D en biotecnología (incluida la creación de nuevos productos, como los antibióticos de nueva generación que las bacterias no pueden derrotar) así como para apoyar a los científicos que construyen organismos sintéticos.

Medicina regenerativa: Gracias al conocimiento que los científicos tienen del genoma humano y de cómo fabricar organismos en los laboratorios, un número creciente de investigadores trabaja en la construcción de tejidos humanos para sustituir partes del cuerpo. En junio, 3DBio Therapeutics, una empresa de medicina regenerativa con sede en Nueva York, anunció que había construido una nueva oreja para una joven que había nacido sin una oreja completamente desarrollada. La empresa utilizó las propias células de la joven para construir una oreja con tecnología de impresión en tres dimensiones (3D) y luego la implantó bajo un pedazo de piel donde debería haber estado la oreja. Como el implante utiliza las células del anfitrión, el riesgo de que el cuerpo rechace la nueva oreja es menor. El implante se consideró la primera aplicación médica con éxito de la tecnología de impresión de tejidos y un gran avance en el campo de la ingeniería de tejidos.

(Todos los enlaces en inglés)

La autora de este artículo es la redactora independiente Bara Vaida.