Mentaberry 1 Introduccion a La Biotecnologia

8/16/2019 Mentaberry 1 Introduccion a La Biotecnologia

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Conceptos y Técnicas de BiotecnologíaCurso 2010

Alejandro Mentaberry

Departamento de Fisiología, Biología Celular y MolecularFCEN-UBA

Introducción


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Conceptos generales


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“Cualquier técnica que utilice organismoso parte de organismos para obtener omodificar productos, mejorar plantas oanimales o desarrollar microorganismos

para usos específicos”

(OTA, Congreso de Estados Unidos, 1984)

Una definición

de biotecnología

“Toda aplicación tecnológicaque utilice sistemas biológicos y organismosvivos, o sus derivados, para la creación omodificación de productos o procesos

para usos específicos”

Convenio sobre la Diversidad Biológica, Capítulo II,UNEP, 1992


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La biotecnología tiene una larga historia...

Desarrollos agrícolas clave

Hitos en BiotecnologíaLeyes deMendel (ca.1865)

Cultivos

híbridos

RevoluciónVerde (’60s)

Granjamolecular

Domesticación deplantas y animales

Pan, Queso,Vino, Cerveza

Pasteur (ca. 1860)Fermentación

Clonado génico (1974)

Doble hélice(1953)

Escala de tiempo histórica (años)

I n v e

s t i g a c i ó n y D e s a

r r o l l o ( í n d i c e r e l a

t i v o )

AC DC

Animales y plantastransgénicos (’80s)


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Principales etapas en el desarrollo de las biociencias

1865: Mendel describe las leyes de la herencia genética

1915: Morgan ubica los genes en los cromosomas

1940: Delbruck inicia el estudio de la naturaleza fisicoquímica de los genes

1944: Avery muestra que los genes están compuestos por ADN

1953: Watson y Crick describen la estructura del ADN

1953-1966: Dilucidación del código genético

1966: Jacob y Monod describen los mecanismos de traducción de proteínas1970: Smith, Wilcox y Kelly describen las enzimas de restricción

1973: Boyer y Cohen introducen el primer gen en Escherichia coli

1983: Primera planta transgénica

1982: Primer animal transgénico

1995: Se completa la secuencia del genoma de Haemophilus influenzae

2000: Se descifra el genoma de Arabidopsis thaliana

2003: Se completa la secuencia del genoma humano


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La biología molecular:una revolución en las ciencias de la vida

La revolución desarrollada en la biología implicael pasaje de una ciencia descriptiva

a una visión mecanística de la naturaleza;

de una ciencia “blanda” a una ciencia “dura”

•• Comprensión de los fenómenos de la vida e intervención activa sobre. ellos

• Cambio en la relación entre el hombre y los seres vivos (vida “natural”. y vida “artificial”)

• Aparición de nuevos problemas éticos y de responsabilidad social de. los investigadores involucrados en este área


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Disciplinas Disciplinas Disciplinas Disciplinas,,,, tecnologíastecnologíastecnologíastecnologías y y y y camposcamposcamposcampos dededede aplicación aplicación aplicación aplicación: :: :

BIOCIENCIAS BIOTECNOLOGIAS INDUSTRIAS(investigación (I+D; producción) (mercados)básica)

Genética Ingeniería genética SaludEnzimología Ingeniería de enzimas AlimentosBioquímica Tecnologías de separación QuímicaMicrobiología y purificación AgriculturaInmunología Fermentación industrial EnergíaBiología molecular Ingeniería inmunológica Medio ambienteCultivos celulares Minería

Un nuevo paradigma tecnológico

La biotecnología es un campo interdisciplinarioque involucra múltiples competencias


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• Incremento de la eficacia productiva de microorganismos,. animales y plantas

• “Desmaterialización” de la producción

• Descenso de los costos de producción

• Pasaje de una industria de productos a una de procesos

• Desarrollo de nuevos productos y nichos productivos

• Nuevas vinculaciones entre distintos campos económicos



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Desarrollo de nuevas relaciones

entre la ciencia y la tecnología:

- La frontera entre la investigación básica y aplicada.. se vuelve cada vez más difusa (“problem driven science” ).

- El progreso de creación de conocimiento básico. .pierde autonomía ante las prioridades económicas.

- Surge la industria “instrumental”; el desarrollo de la

. tecnología condiciona la evolución de la investigación

. (casos de la genómica, proteómica y metabolómica).



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• Rasgos característicos de la biotecnología:

- Transversalidad:

Rasgo derivado de la universalidad del código genético.

Las técnicas de investigación utilizadas en los distintos sistemas

. biológicos son esencialmente las mismas.

Esta característica favorece estrategias de racimo tecnológico sobre

. distintos sectores de aplicación.

- Combinatoriedad:

La ingeniería genética no es suficiente para lograr una innovación

. comercial. Se requieren otras competencias técnicas para que un

. producto sea posible (por ejemplo, industria de semillas y combustibles).Esta característica promueve estrategias de alianza o cooperación

. con otras empresas que posean las competencias requeridas.

- Complementaridad:

Se requiere la participación de los saberes tradicionales que para

. una apreciación clara de los problemas del campo de aplicación.

Esta característica asigna un rol importante a los profesiones

tradicionales (ejemplos, mejoradores genéticos, farmacólogos).

Esta característica promueve la integración de conocimientos

. y constitución de equipos multidisciplinarios.

Características

de las nuevasbiotecnologías


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Etapas de desarrollo de la biotecnología moderna


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Biotecnología: la etapa de gestación

• La biotecnología surge en el entorno norteamericano a mediados de. los años 70.

- Posición dominante en biociencias en el período de posguerra- Modelo de desarrollo de la informática (el “garage californiano”)- Presencia de abundante capital de riesgo

• El modelo inicial es el de las nuevas empresas de biotecnología

. NEB), organizadas alrededor de un idea novedosa con la. participación de investigadores universitarios y capital de riesgo

• El objetivo inicial de las NEB es multiplicar su capital inicial por. el ingreso en el mercado bursátil y el establecimiento de acuerdos

. con las grandes corporaciones para poder superar el período de. desarrollo inicial e ingresar al mercado.

• Genentech, creada por Herbert Boyer, se convierte en el caso. paradigmático de estas nuevas compañías


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Biotecnología: la etapa de gestación

La creación de las NEBs en Estados Unidos

EjemplosAño decreación

Número deempresas

1970-75 5 Cetus, Bioreponse

1976 3 Genentech1977 3 Genex1978 3 Biogen, Hybritech, Collaborative Research1979 4 Molecular Genetics, Monoclonal Antibodies1980 26 Calgene1981 43 Genetic Systems1982 221983 31984 3


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La etapa de emergencia : Estados Unidos

• Extensa base de recursos humanos en biociencias

• Abundante disponibilidad de capital de riesgo

• Fuerte financiación pública del sector académico y. universitario

• Universidades fuertemente vinculadas al sector productivo

• Ausencia de objetivos tecnológicos localizados

• Enfasis en el contexto económico favorable a la innovación

• Asociaciones entre corporaciones y las NEBs

• Desarrollo de iniciativas científicas estratégicas:. el Genoma Humano


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La etapa de emergencia : Comunidad Europea

• Definiciones tardías; dificultades para armonizar políticas. de promoción

• Cultura de innovación relativamente pobre.

• Desinterés del sector académico; vinculación dificultosa. con el sector privado

• Excepto el Reino Unido, escasa o nula creación de NEBs• Políticas dirigidas a sectores tecnológicos definidos

• Rol preponderante de empresas del sector farmacéutico

• Planes comunitarios; el programa Eureka• Creación de parques y polos tecnológicos para incentivar. la innovación tecnológica

• Dificultades con la percepción pública de la tecnología


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La etapa de emergencia: Japón

• Políticas dirigidas a estimular la innovación

• Base pobre de recursos humanos

• Estímulo estatal a la interacción entre grandes institutos. de investigación y grandes corporaciones

• Programas de investigación aplicada dirigidos a objetivos. determinados

• Programas de colaboración internacional: el proyecto. Human Frontiers

• Adquisición tecnológica a través de asociaciones con

. NEBs americanas o europeas• Fuerte involucramiento de la industria agroalimentaria y. farmacéutica (fermentación industrial)

• Comercialización mediante implantación externa


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Biotecnología en China e India

- Formación masiva de recursoshumanos en el exterior

- Fuerte inversión en programasagroalimentarios y de salud

- Promoción de CentrosInternacionales de Investigación

y de Polos Tecnológicos- Participación en iniciativas

estratégicas (Genoma de Arroz)

- Desarrollo de programas aplicados

dirigidos a campos prioritarios

- Política ambivalente en temasregulatorios


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Fármacos biotecnológicos (1996-2005)

39 4557 60

7284

94 107 115

127

0

50

100

150

200

1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005

Año

F á r

m a c o s b i o t e c n o l ó g i c o s

a p

r o b a d o s ( a c u m u l a t i v o

d e E E U U

)

La etapa de maduración:

la biotecnología tiene un peso crecienteen la producción de la industria farmacéutica


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Ingresos de la industria biotecnológica

(EEUU, 1996-2004)

15 18 2029 32

39 4348

60

n/a0

20

40

60

80

100

1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005

Año

I n g r e s o s

( U $ S

m i l l o n e s x 1 0 0 0 )

Negocios biotecnológicos (1996-2005)

110 109 149

312

441382

224

342400

487

0

100

200

300

400

500

600

1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005

Año

C a p i t a

l i z a c i ó n d e l

m e r c a d o b i o t e c n o l ó g i c o

( U $ S m i

l l o n e s x 1 0 0 0 )

La etapa de

maduración:desarrollo

creciente de losnegocios

biotecnológicos


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Cultivos transgénicos (1996-2005)

65

9

12 13 13

1618 17

21

0

5

10

15

20

25

1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005

Año

P a í s e s q u e c r e c e n c u l t i v o s

t r a n s g é n i c o s

428

7099 109

130145

167200

222

0

50

100

150

200

250

300

1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005

Año

C u l t i v o

s p l a n t a d o s a n i v e l

m u n d i a l ( m i l l o n e s d e

a c r e s )

La etapa de

maduración:impacto de los

cultivostransgénicos

en la agriculturamundial


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Aplicaciones comerciales


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1996

Fragmento Fab murino contra CEA Immunomedics AnticuerpoMonoclonal murino contra PSMA CytogenPlasminógeno tisular recombinante Johnson & JohnsonMaíz transgénico Bayer AGInterferón beta-1a recombinante Biogen IDECFactor de crecimiento eritropoyético recombinante Amgem/Immunex

1997

Anticuerpo monoclonal contra el receptor IL-2 Hoffman-La Roche

Anticuerpo monoclonal contra el receptor CD20 Biogen IDEC Fragmento Fabcontra la glicoproteína Iib/IIIa CentocorInterleucina 11 recombinante Wyeth/Genetics InstituteCondrocitos autólogos cultivados GenzymeSoja con alto nivel de ácido oleico DuPont/Pionner

1998

Oligonucleótidos fosforotionato antisentido Isis PharmaceuticalsAnticuerpo monoclonal contra HER GenentechClaveles de senescencia retardada Nufarm Ltd./FlorigeneAnticuerpo monoclonal contra TNF CentocorHormona estimulante de la tiroides recombinante Genzyme

Anticuerpo monoclonal contra RSV MedImmune

Productos biotecnológicos que han llegado al mercado


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1999

Proteína de fusión antagonista de TNF AmgenFusión interleucina 2-toxina diftérica recombinante Ligand PharmaceuticalsFactor sanguíneo VIIa recombinante Zymogenetics

Maíz tolerante a herbicidas Bayer AGCenteno resistente a sulfonilurea University of Saskatchewan

2000

Anticuerpo monoclonal humanizado contra CD33 UCB/Celltech PharmaceuticalsPlasminógeno tisular recombinante GenentechFactor sanguíneo VIII recombinante Genetics InstituteInterferón gamma 1b recombinante InterMuneArroz tolerante a fosfinotricina Bayer AG/Aventis Crop ScienceSustituto vivo de piel Organogenesis

2001

Anticuerpo monoclonal contra CD53 Genzyme/Ilex OncologyInsulina de corta acción recombinante NovodiskPrimer interferón alfa 2b pegilado ScheringAntagonista del receptor de interleucina 1 AmgenFactor de crecimiento eritropoyético recombinante Amgen



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2002

Test de deteccción FISH para el gen her2 GenentechAnticuerpo monoclonal contra TNF alfa Abbot LaboratoriesFactor de hematopoyético pegilado recombinante AmgenInterferón alfa 2a pegilado recombinante Hoffman-La RocheTabaco de baja nicotina Vector Group/Vector TobaccoAnticuerpo monoclonal contra receptor GD20 IDEC Pharmaceuticals

2003

Césped tolerante a glifosato Scotts Co/ Scotts Seeds

Galactosidasa alfa recombinante GenzymeVacuna viva atenuada contra la influenza MedImmune/ AvironAdenovirustipo 5 recombinante portador del gen p53 Shenzhen SiBiomo/ GenentechAnticuerpo monoclonal contra IgE Tanox Biosystems /GenentechAnticuerpo monoclonal contra CD11 Xoma / Genentech

2004

Tripsina bovina recombinante producida en plantas ProdigeneAnticuerpo monoclonal contra VEGF GenentechAnticuerpo monoclonal contra el receptor de EGF ImcloneMicroarreglo para genotipeado de citocromo p450 Affymetrix/ Roche DiagnosticAdaptámero pegilado anti-VEGF Gilead Sciences/ NextarFactor

de crecimiento de queratinocitos recombinante Amgen



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2005

Variante de N-acetilgalactosamina 4 sulfatasa Biomarin PharmaceuticalsAnálogo funcional del péptido 1 de tipo glucagón Amylin Pharmaceuticals

Factor de crecimiento de tipo insulina recombinante Tercica/ GenentechComplejo proteica del factor de crecimiento 1 InsmedAnálogo sintético de amilina Amylin PharmaceuticalsEndostatina recombinante modificada MedgennMaíz con alto contenido de lisina Monsanto

El futuro...

Factor de transcripción SB-509 activador de VEGF Sangamo BiosciencesArroz que produce pro-vitamina A Centro Internacional del ArrozAnticuerpos monoclonales contra EGF Amgen/ Abgenix

Anticuerpos monoclonales contra CTLA-4 MedarexsiRNA de interferencia del receptor 1 de VEGF Sirna TeherapeuticssiRNA de interferencia de VEGF Acuity

Biocombustibles, bioplásticos, intermediarios de fármacos y vitaminas, enzimas industriales,microorganismos industriales.



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Campos de aplicación


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Campos de aplicación:

salud humana

• Antígenos vacunales• Péptidos con actividad biológica

• Vacunas de nueva generación

• Anticuerpos terapéuticos

• siRNA de interferencia

• Tejidos “artificiales”

• Terapia génica


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salud humana

Test diagnósticos basados en:

• Anticuerpos monoclonales

• Reacción de PCR

• Microarreglos de DNA


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• Salud animal

- Vacunas- Reactivos diagnósticos

• Reproducción animal- Reproducción asistida

- Sexado de semen- Clonado de distintas especies

• Mejoramiento asistido y mapeo genómico- Calidad de carne, lana, etc.

• Transgénesis- Mejoramiento de calidad- Molecular farming


producción animal


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• Caracteres cuantitativos- Resistencia a enfermedades, pestes y malezas -- Tolerancia a sequía, salinidad y temperatura

• Caracteres cualitativos

- Cambios en la composición y el valor nutricional- Cambios en el desarrollo, la morfogénesis y laarquitectura de las plantas

Campos de aplicación: producción vegetal

controles transgénicas

Plantas transgénicas de paparesistentes a bacterias

Ingeniería genética:

Mejoramiento asistido:- Incremento de los rendimientos- Mejoramiento de calidad- Adaptación a distintos agroecosistemas


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Campos de aplicación: especies forestales

• Mejoramiento de especies tradicionales

- Métodos de propagación masiva

- Calidad de madera

- Velocidad de crecimiento

- Arquitectura del árbol

• Mejoramiento de especies autóctonas

- Métodos de propagación masiva

- Desarrollo de huertos clonales

- Mapeo y mejoramiento de caracteres


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acuicultura y recursos marinos

• Cultivos a mar abierto

- Reproducción de peces, crustáceosy moluscos

- Algas marinas

• Cultivos de agua dulce

- Reproducción de especies nativasy exóticas

• Salud animal- Vacunas y reactivos diagnósticos

• Transgénesis y mejoramiento asistido- Velocidad de crecimiento- Caracteres de calidad


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Campos de aplicación: industria alimentaria

• Fortalecimiento nutricional

- Modificaciones en la composición de aminoácidos,ácidos grasos e hidratos de carbono

- Producción y superproducción de vitaminas

- Mejoramiento de la digestibilidad de los alimentos

- Enriquecimiento en disponibilidad de micronutrientes

- Enriquecimiento en metabolitos secundarios “saludables“

- Eliminación de tóxicos, alérgenos y antimetabolitos

NT T


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• Desarrollo de procesos industriales

- Producción o eliminación de enzimas en la materia prima

- Control de los procesos de maduración y oxidaciónen frutos y hortalizas

- Producción de enzimas, colorantes, saborizantes y edulcorantes

- Producción de ingredientes y probióticos



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Proteasa Queso, formulas infantiles, gustosLipasa Gusto de quesosLactasa Conversión lactosaPectin metilesterasa Productos basados en frutasPectinasa Productos basados en frutas

Alimentos

Transglutaminasa Modificación de la viscosidadAmilasa Ajuste de harina, ablandado del panXilanasa Condicionamiento de la masaLipasa Estabilidad de la masaFosfolipasa Estabilidad de la masaGlucosa oxidasa Fortaleza de la masaLipo-oxigenasa Fortaleza de la masa, blanqueamiento del

panProteasa Galletitas

Panadería

Transglutaminasa Fortaleza de la masaFitasa Liberación de fósforoXilanasa Digestibilidad

Alimento animal

ß-glucanasa DigestibilidadPectinasa De-pectinización, clarificación de jugosAmilasa Tratamiento de jugos, cerveza de bajas

calorías

ß-glucanasa Degradación de tejido vegetalAcetolactato decarboxilasa Maduración cerveza

Bebidas

Lacasa Clarificación de jugos, gusto (cerveza)Celulasa Terminación de jeans , suavizado del

algodónAmilasa Reducción de tallePectato liasa Eliminación de depósitos en las fibrasCatalasa Terminación de blanqueadoLacasa Blanqueado

Textiles

Proteasa Queso, formulas infantiles, gustos

Lipasa Gusto de quesosLactasa Conversión lactosa

Pectin metilesterasa Productos basados en frutasPectinasa Productos basados en frutas

Alimentos

Transglutaminasa Modificación de la viscosidad

Amilasa Ajuste de harina, ablandado del pan

Xilanasa Condicionamiento de la masa

Lipasa Estabilidad de la masa

Fosfolipasa Estabilidad de la masa

Glucosa oxidasa Fortaleza de la masaLipo-oxigenasa Fortaleza de la masa, blanqueamiento del

pan

Proteasa Galletitas

Panadería

Transglutaminasa Fortaleza de la masa

Fitasa Liberación de fósforo

Xilanasa Digestibilidad

Alimento animal

ß-glucanasa DigestibilidadPectinasa De-pectinización, clarificación de jugos

Amilasa Tratamiento de jugos, cerveza de bajascalorías

ß-glucanasa Degradación de tejido vegetal

Acetolactato decarboxilasa Maduración cerveza

Bebidas

Lacasa Clarificación de jugos, gusto (cerveza)


Algunas enzimas utilizadas en alimentación humana


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Peroxidasa Eliminación del exceso de coloranteLipasa Control de formación de pitch y

contaminantes

Proteasa Degradación de la biocapaAmilasa Cubrimiento de almidón, retirado de la tinta,

mejoramiento de desagüesXilanasa Blanqueado de pulpa

Papel y pulpa

Lacasa Blanqueado de pulpa

Celulasa Terminación de jeans , suavizado delalgodón

Amilasa Reducción de tallePectato liasa Eliminación de depósitos en las fibras

Catalasa Terminación de blanqueadoLacasa Blanqueado

Textiles

Peroxidasa Eliminación del exceso de colorante

Lipasa Control de formación de pitch ycontaminantes

Proteasa Degradación de la biocapaAmilasa Cubrimiento de almidón, retirado de la tinta,

mejoramiento de desagüesXilanasa Blanqueado de pulpa

Papel y pulpa

Lacasa Blanqueado de pulpa

Producción de Tipo enzima AplicaciónProteasa Limpiar manchas proteicasAmilasa Limpiar manchas de almidón

Lipasa Limpiar manchas de grasaCelulasa Limpieza, clarificación de colores, anti-

redeposición

Detergentes

Mananasa Limpiar manchas de mananosAmilasa Licuefacción de almidón y sacarificaciónAmiloglucosidasa SacarificaciónPululanasa SacarificaciónGlucosa isomerasa Conversión glucosa a fructosaCiclodextrina-glicosiltransferasa

Producción de ciclodextrina

Xilanasa Reducción de la viscosidad

Almidón ycombustibles

Producción de Tipo enzima AplicaciónProteasa Limpiar manchas proteicas

Amilasa Limpiar manchas de almidónLipasa Limpiar manchas de grasaCelulasa Limpieza, clarificación de colores, anti-

redeposición

Detergentes

Mananasa Limpiar manchas de mananos

Amilasa Licuefacción de almidón y sacarificación

Amiloglucosidasa SacarificaciónPululanasa SacarificaciónGlucosa isomerasa Conversión glucosa a fructosaCiclodextrina-glicosiltransferasa

Producción de ciclodextrina

Xilanasa Reducción de la viscosidad

Almidón y

combustibles

Proteasa Nutrición levadura

Algunas enzimas utilizadas en sectores industrialesCampos deaplicación:sectores

industriales


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VENTAS MUNDIALES DE ENZIMAS INDUSTRIALES (U$S millones)Año Tasa media de

crecimiento anual

Sector 1997 1998 2002 97-02Alimentos y alimentaciónanimal

705,0 729,7 833,1 3,5

Detergentes ylimpiadores

475,2 498,0 600,9 4,8

Textiles, cuero, pieles 161,0 164,2 182,7 2,0Pulpa y papel 97,6 104,3 136,0 6,9Químicos 59,2 60,8 67,6 2,7Total 1498 1557 1820 4,0

Campos de aplicación: sectores industriales


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Campos de aplicación: biocombustibles y polímeros

• Alconafta

• Biodiesel

• Biogás

• Plásticos biodegradables

• Hilos y sedas


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Inversiones y alianzas biotecnológicas


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País

U $ S m i l l o n e s

% d e R + D e n

b i o

t e c n o l o g í a r e f e r i d o a

l a i n v e r s i ó n t o t a l e n R + D

E

s t a d

o s U n i d o

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A l e m

a n i a

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d á

D i n a

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C o r e a

S u i z a

I s r a e l I t a

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N u e v a Z e

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d i a

S u d á

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I s l a n d i a

N o r u e g

a

R e i n

o U n

i d o

P o l o

n i a

Inversión privada en R+D enbiotecnología (U$S millones)

Porcentaje de la inversióntotal de negocios en R+D

Inversión privada en R+D en biotecnología

de los países de la OECD

Islandia, Dinamarca y Nueva Zelanda invierten entre un cuarto y la mitadde su inversión privada en R+D en el campo de las biotecnologías


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Año

( U $ S

m i l l o n e s x 1 0 0 0 )

( N ú m

e r o d e a c u e

r d o s )

Valor total de los acuerdosNúmero de acuerdos

Investigación biofarmacéutica y alianzas por productos

Los datos de Winhover reportan U$S 12.000 millones en acuerdos biofarmacéuticos; Burrill reporta U$S 17.000.Winhover incluye cualquier acuerdo que involucre una compañía de biotecnología; Burrill incluye todos losproductos potenciales y se concentra en la inversión en investigación de las compañías de biotecnología


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Participación de las 20 primeras compañías farmacéuticas

en los acuerdos totales de R+D

Fuente: Windhover, Burril & Company, Nature Biotechnology

Valor de los acuerdos

2 0 a c u e r d o s “ t o p ” e n t

r e

f a r m a c e ú t i c a s y b i o t e c n o l ó g i c a s

c o m o p o r c e n t a j e d e l t o

t a l

Número de acuerdosAño

A c u e r

d o s e n t r e l a s 2 0

f a r m a

c e ú t i c a s “ t o p ” y

c o m p a ñ í a s b i o t e c n o l ó g i c a s

c o m

o %

d e l t o t a l

Los tres últimos años muestran un acentuado declive en la participación de lasgrandes compañías farmacéuticas en acuerdos de R+D biotecnológica


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Biotecnología en la era post-genómica


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Una revolución en la revolución:

el advenimiento de la high throughput science

• Los campos paradigmáticos de esta tendencia son

. la genómica, la transcriptómica, la proteómica

. y la metabolómica

• La adquisición de datos en gran escala genera. organizaciones con alto grado de automatización

. y especialización del trabajo

• La clasificación y procesamiento de la información. requiere fuertes capacidades en bioinformática

• Se están generando nuevos esquemas interpretativos. que intentan comprender a los organismos como. sistemas o redes de subsistemas; esto implica una. profunda renovación conceptual y el desarrollo de. nuevos métodos experimentales

Arriba: microarreglo deDNA; abajo:pirosecuenciador de DNA


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La “high througput science ” está cambiando la

organización tradicional de la investigación biológica

• Plataformas dedicadas

• Instrumental costoso

• Capacidad bioinformática

• Diversidad de competencias

• Trabajo multidisciplinario

• Financiamiento estratégico


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Subsidios para biociencias Subsidios para biocienciascomo % del total de lossubsidios federales

Fuente: National Science Foundation

Año

P o r c e n t a j e d e l t o t a l d e

s u b s i d i o s f e d e r a l e s

U $

S m i l l o n e s x 1 0 0 0

Presupuesto federal en biociencias de Estados Unidos

Las biociencias representan el 54% del presupuesto federal de R+D por tercer ano consecutivo


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Biotecnología y propiedad intelectual


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La patentabilidad tiene relevancia

en biotecnología debidoal alto costo de la innovación,

a la relativamente fácil imitabilidadde las invenciones, y a la posibilidad

de generar caminos alternativos

La propiedad intelectual es un tema crítico

para la innovación biotecnológica


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Temas del debate sobre patentes biotecnológicas

• Descubrimiento vs. invención- Lo natural y lo no natural

• Grado de altura inventiva

- Nuevas aplicaciones de moléculas conocidas

- Altura inventiva: descripción y reproducibilidad

• Utilidad industrial


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• Amplitud de la cobertura: por ejemplo, número de. cultivos protegidos

• Alcance “horizontal” sobre variedades y “vertical”. sobre el germoplasma público

• Genes de resistencia naturales

• Patentes versus derechos de obtentor

Temas del debate sobre patentes biotecnológicas

Propiedad intelectual en vegetales:


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Ofensivas: presuponen desarrollo propio de I+Dy fuerte inversión

Defensivas: presuponen estrategias imitativas o

licenciamiento parcial

La mayor parte de los países

no desarrollados apelaría a estrategiasdefensivas por carecer de bases fuertes de I+D

Estrategias frente al patentamiento


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Biotecnología y Bioética

Las aplicaciones de la biotecnología plantean nuevos dilemas


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La Etica es la parte de la filosofía que tiene porobjeto la valoración moral de los actos humanos

La Bioética se ha fundado como una rama de laEtica destinada a examinar los problemas que

plantea la acción del hombre sobre el mundobiológico

Pretende proveer elementos que permitan una

discusión objetiva de los problemas derivadosde la biotecnología, independientemente de lasconcepciones religiosas particulares y de losintereses comerciales.

Las aplicaciones de la biotecnología plantean nuevos dilemas

éticos que remarcan la responsabilidad social de los biólogos

Las primeros temas que planteó la Bioética


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• Inicialmente la Bioética se ocupó de la relación

médico-paciente en el marco de las nuevastecnologías

• La problemática tradicional se refiere a temas tales

como la necesidad de consentimiento informado enla investigación clínica, el aborto y la eutanasia y laventa de órganos o tejidos.

• Más tarde, se incluyeron los problemas relacionadoscon los ecosistemas y la responsabilidad social

Las primeros temas que planteó la Bioética

se relacionaban con problemas biomédicos

El desarrollo de la biotecnología ha abierto


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• Reproducción asistida

• Diagnóstico prei-mplantatorio y selección de embriones• Terapia génica

• Clonación de individuos

• Células madre derivadas del embrión• Venta de órganos y tejidos

• Modificación genética de plantas y animales

• Conservación de la biodiversidad• Preservación de ecosistemas y medio ambiente

• Patentabilidad de organismos vivos

El desarrollo de la biotecnología ha abierto

nuevos temas de discusión en la agenda social


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Biotecnología y desarrollo nacional

La biotecnología es una herramienta estratégica


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La biotecnología es una herramienta estratégica

para el desarrollo de la Argentina

• Agricultura y ganadería

• Industria alimentaria

• Salud humana y animal

• Industria química

• Producción minera

• Recursos energéticos

• Recursos marinos y acuicultura

• Recursos forestales

• Remediación ambiental

Factores que favorecen la introducción


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Factores que favorecen la introducción

de biotecnología en la economía argentina

• El sector agroalimentario representa un porcentaje preponderantede las exportaciones argentinas. La innovación tecnológica en este

sector es crítica para mejorar la competitividad de la Argentina enel mercado mundial.

• Las industrias farmacéutica y de salud animal estánconsiderablemente desarrolladas. Más del 40% del mercado

interno es controlado por compañías de origen nacional.

• Argentina tiene una larga tradición de investigación enbiociencias. Dispone de un considerable número de recursoshumanos bien entrenados.

• Argentina es depositaria de un stock de biodiversidad muyimportante. Los recursos genéticos están distribuidos a lo largo

de regiones geográficas muy diversas.

Políticas públicas


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SETCIP:

• Programa Nacional de Biotecnología (1982-1989)

• Programa Prioritario de Biotecnología (1992-1996)

• Programa de Biotecnología. Plan Nacional de Ciencia y Tecnología (1998-2000)

• Planes Nacionales de Ciencia y Tecnología (desde 2002)

Iniciativas legislativas:

• Ley de Transferencia Tecnológica

• Ley de Ciencia y Tecnología• Ley de Promoción de la Biotecnología (en reglamentación)

• Ley de Bioseguridad (en discusión)

Instrumentos de financiación:

• Agencia Nacional para la Promoción de la Ciencia y la Tecnología

• Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET)

• Centro Argentino-Brasileño de Biotecnología (CABBIO)

• Universidades Nacionales

p

P é l A ti h did


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¿Porqué la Argentina no ha podido

desarrollar biotecnología propia?

• Ausencia de políticas sectoriales de largo

. plazo

• Desconexión del sistema de ciencia. y tecnología

• Cultura científica academicista e individualista

• Cultura empresarial inmediatista y poco innovadora

• Escasa disponibilidad de capital de riesgo

• Desvalorización social del rol de la ciencia

Se requiere revertir la degradación


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• Incrementar los presupuestos de investigación y establecer. prioridades en forma sostenida en el tiempo.

• Incrementar el ritmo de formación de recursos humanos en. todos los campos relacionados con la biotecnología.

• Reorientar y coordinar la investigación en las grandes

. instituciones (INTA, CONICET) para adaptarla a las

. prioridades del país y al nivel de excelencia exigido.

• Implementar iniciativas estratégicas en investigación. .. Propender a la reunión de masas críticas.

• Promover los mecanismos de transferencia tecnológica, ajustar. la legislación referida a propiedad intelectual y formar recursos. expertos en estos campos.

Se requiere revertir la degradación

del sector científico-tecnológico

R i i l úbli


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• Desarrollo interfases de transferencia competentes entre el sector

. Público y el sector privado.

• Fondos destinados al patentamiento y asesoramiento legal. adecuado.

• Estímulo al patentamiento surgido de alianzas público-público. y público-privadas.

• Creación de Depósitos de Microorganismos y de Autoridades. Nacionales de Depósito.

• Acceso y análisis de los bancos internacionales de patentes.

Requerimientos a encarar por el sector público

El desarrollo de una biotecnología propia requiere


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El desarrollo de una biotecnología propia requiere

un papel más activo por parte del Estado

• Políticas y estrategias para el sector biotecnológico

• Incremento de la inversión en investigación básica

• Medidas de promoción para el desarrollo tecnológico

• Medidas para incentivar la demanda de innovación

• Convocatoria a los actores sociales y productivos

• Marcos jurídicos y regulatorios de calidad internacional

• Armonización de políticas con los países vecinos

Mentaberry 1 Introduccion a La Biotecnologia

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