Biotecnología

La palabra "biotecnología" es el resultado de la unión de otras dos: "biología" y "tecnología". Y es que la biotecnología es exactamente eso: tecnología biológica. Si te paras a pensarlo, los seres vivos pueden ser considerados maquinarias biológicas. Utilizamos maquinaria biológica en forma de moléculas para movernos, obtener energía de lo que comemos, respirar, pensar.

La biotecnología consiste precisamente en la utilización de la maquinaria biológica de otros seres vivos de forma que resulte en un beneficio para el ser humano, ya sea porque se obtiene un producto valioso o porque se mejora un procedimiento industrial. Mediante la biotecnología, los científicos buscan formas de aprovechar la "tecnología biológica" de los seres vivos para generar alimentos más saludables, mejores medicamentos, materiales más resistentes o menos contaminantes, cultivos más productivos, fuentes de energía renovables e incluso sistemas para eliminar la contaminación.

BIOTEGNOLOGÍA EN LA MEDICINA

El desarrollo de la Genómica y la Proteómica, así como la aplicación de la Biotecnología a la Medicina, permitirán identificar los genes que intervienen en las enfermedades con más prevalencia y desarrollar fármacos que compensen la actividad de los genes alterados en cada patología. Asimismo, los avances en la investigación biotecnológica harán posible, antes de 2010, que pueda conocerse, por ejemplo, qué propensión tiene cada individuo a cada tipo de cáncer y detectar tumores antes de que existan, gracias a la posibilidad de examinar los 30.000 genes que tiene cada ser humano.

Las cuatro áreas de investigación sobre salud humana en las que la Biotecnología tiene un mayor impacto son las relativas a diagnóstico molecular y pronóstico de enfermedades; desarrollo de fármacos; terapia celular e ingeniería de tejidos y, por último, terapia génica y vacunas génicas.

La diferencia aportada por la biotecnología moderna es que actualmente el hombre no sólo sabe cómo usar las células u organismos que le ofrece la naturaleza, sino que ha aprendido a modificarlos y manipularlos en función de sus necesidades. La biotecnología tal como la conocemos actualmente empezó en los años 50 con el descubrimiento por James Watson y Francis Crick de la estructura de la molécula de ADN* (ácido desoxirribonucleico) que es donde se almacena la información genética (la herencia) en todos los seres vivos.

La Biotecnología también ha cambiado la manera en la que se diseñan las vacunas. Tradicionalmente, las vacunaciones se realizaban inactivando el virus para el que se quería vacunar, inyectándolo posteriormente en las personas. Ahora las vacunas se producen mediante ingeniería genética y contienen moléculas aisladas que inducen la respuesta inmune.

La terapia celular también es biotecnología y consiste en el uso de células madre para tratar enfermedades. Estas mismas células madre se usan en la ingeniería de tejidos, que consiste en la construcción de sustitutos biológicos de órganos y tejidos en el laboratorio. Un ejemplo de ingeniería de tejidos es la fabricación de piel en el laboratorio para implantar a los quemados.

Una aplicación de la biotecnología aún en desarrollo es la terapia génica, que consiste en la introducción de material genético en las células de un ser humano para prevenir o curar ciertas enfermedades.

Hasta ahora, el desarrollo de las vacunas se limitaba a la utilización de agentes infecciosos atenuados o muertos, pero la biotecnología ha comenzado a revolucionar este campo ya que los investigadores pueden utilizar microorganismos totalmente inocuos en las vacunas. Esto permite introducir genes que determinan la producción de ciertos antígenos (obtenidos de microorganismos causantes de enfermedades y que son determinantes de la patogenicidad) en bacterias inocuas, las cuales constituyen, en sí mismas, las vacunas, que permiten que el individuo vacunado pueda generar los anticuerpos protectores necesarios para atajar una posible infección. Esta técnica facilita la inmunización frente a enfermedades para las cuales aún no se habían desarrollado vacunas satisfactorias, e incluso permite desarrollar vacunas que protejan frente a varias infecciones simultáneamente. Dos ejemplos de vacunas creadas por ingeniería genética son la vacuna frente a la hepatitis B y frente a la rabia.

TERAPIAS GÉNICAS

Terapia génica, inserción de un gen o genes en las células para proporcionar un nuevo grupo de instrucciones a dichas células. La inserción de genes se utiliza para corregir un defecto genético hereditario que origina una enfermedad, para contrarrestar o corregir los efectos de una mutación genética, o incluso para programar una función o propiedad totalmente nueva de una célula.

Los genes están compuestos de moléculas de ácido desoxirribonucleico o ADN (véase Ácidos nucleicos), y se localizan en los núcleos celulares. Las instrucciones que dirigen el desarrollo de un organismo están codificadas en los genes. Ciertas enfermedades como la fibrosis quística se deben a un defecto genético hereditario. Otras están causadas por una codificación errónea de un gen, de modo que las instrucciones que contiene están desorganizadas o cambiadas. El error en la codificación genética se produce cuando el ADN de la célula se está duplicando durante el crecimiento y división celular (mutación somática) y es frecuente cuando una célula se convierte en cancerosa.

La aplicación de la terapia génica en la clínica se inició el 14 de septiembre de 1990, en el Instituto Nacional de Salud de Bethesda, Maryland, cuando una niña de cuatro años recibió este tratamiento para un déficit de adenosin deaminasa (ADA), enfermedad hereditaria del sistema inmunológico que suele ser mortal. Debido a este defecto genético, la niña padecía infecciones recidivantes que amenazaban su vida. La terapia génica en esta paciente consistió en el uso de un virus modificado genéticamente para trasmitir un gen ADA normal a las células de su sistema inmunológico. Después el gen ADA insertado programó las células para que produjesen la enzima ADA de la que carecía, lo que hizo que dichas células tuviesen una función inmune normal. Este tratamiento ayudó de forma provisional a la paciente a desarrollar resistencia frente a las infecciones.

Con el tiempo, la terapia génica puede proporcionar tratamiento eficaz para muchas enfermedades hoy curables, como la fibrosis quística, la distrofia muscular, y la diabetes juvenil. Además, la terapia génica también es útil para tratar muchas enfermedades que no son hereditarias, ya que la inserción genética puede también programar una célula para realizar una función totalmente nueva. En la actualidad se están estudiando varias terapias para trastornos de origen no genético. Los investigadores están tratando de luchar contra el síndrome de inmunodeficiencia adquirida (SIDA) mediante la terapia génica para conseguir que las células sean genéticamente resistentes a la infección que produce el SIDA. Se están realizando esfuerzos por medio de esta terapia para producir una vacuna contra el cáncer. En el número de septiembre de 1996 de la revista Nature Medicine, un estudio presentaba un tratamiento capaz de reducir los tumores cancerosos. Parece que los tumores de pacientes con cáncer de pulmón se redujeron o detuvieron su crecimiento cuando los científicos sustituyeron genes defectuosos o ausentes por genes sanos.

El experimento clínico inicial desarrollado por científicos con el MD Anderson Cancer Center de la Universidad de Texas en Houston, demostró que la corrección de una sola alteración genética en las células del cáncer de pulmón, puede ser suficiente para detener o hacer más lenta su progresión. La terapia génica se empleó como procedimiento para restaurar la función normal de un gen llamado p53 que tiene un importante papel en el control del crecimiento celular. En el caso del cáncer, se cree que la transformación de una célula normal en una célula maligna se debe a una serie de anomalías genéticas. Las células hepáticas se están tratando con esta terapia para ayudar al organismo a eliminar los excesos de colesterol que pueden conducir al infarto de miocardio. Con el tiempo, la terapia génica será útil para prevenir y tratar muchas enfermedades.

¿Nanotecnología?

Nanotecnología

La nanotecnología, es el estudio y desarrollo de sistemas en escala manométrica, "nano" es un prefijo del sistema internacional de unidades que viene del griego νάνος que significa enano, y corresponde a un factor 10^-9, que aplicado a las unidades de longitud, corresponde a una mil millonésima parte de un metro es decir 1 nanómetro, la nanotecnología estudia la materia desde un nivel de resolución manométrico, entre 1 y 100 nanómetros aproximadamente, hay que saber que un átomo mide menos de 1 nanómetro pero una molécula puede ser mayor, en esta escala se observan propiedades y fenómenos totalmente nuevos, que se rigen bajo las leyes de la mecánica cuántica, estas nuevas propiedades son las que los científicos aprovechan para crear nuevos materiales o dispositivos nanotecnológicos, de esta forma la nanotecnología promete soluciones a múltiples problemas que enfrenta actualmente la humanidad, como los ambientales, energéticos, de salud, y muchos otros, sin embargo estas nuevas tecnologías pueden conllevar a riesgos y peligros si son mal utilizados.

Esta ciencia aplicada se desarrolla a nivel de átomos y moléculas. La química, la biología y la física son algunos de los campos de aplicación de la nanotecnología, que aparece como una esperanza para la solución de diversos problemas.

Uno de los primeros pasos en el desarrollo de la nanotecnología ha sido la comprensión del ADN como un actor clave en la regulación de los procesos del organismo. Las moléculas, por lo tanto, demuestran ser determinantes en los procesos de vida.

El ADN es el material del que están hechos los planos de construcción de los seres vivos, por así decirlo. Pero también posee propiedades útiles para el sector de la electrónica. Entre ellas, destaca su capacidad de conducir una carga eléctrica. Esto lo convierte en la clave potencial para lograr desarrollar nuevos nanodispositivos electrónicos fabricables mediante un proceso que reúna máxima eficacia y bajo costo.

El equipo de Nongjian (N.J.) Tao, de la Universidad Estatal de Arizona, y David Beratan, de la Universidad Duke, ambas instituciones en Estados Unidos, ha conseguido manipular ADN para ajustar de forma más fina el flujo de electricidad que pase a través de él. Este logro brinda la capacidad de hacer que el ADN se comporte de formas diferentes, provocando que los electrones fluyan suavemente como lo harían a través de un hilo metálico conductor común, o haciéndolos saltar como en los materiales semiconductores que se emplean en nuestros ordenadores, teléfonos celulares y otros dispositivos.

Los resultados de esta línea de investigación podrían proporcionar un marco de trabajo para crear nanohilos de ADN más estables y eficientes, y para averiguar cómo podría usarse la conductividad del ADN para identificar daños genéticos importancia relevante que es necesaria en la medicina, para poder prevenir diferentes patologías.

Ahora bien, las hebras de ADN están hechas como si fueran cadenas, con cada eslabón conformado por una de cuatro bases moleculares, cuya secuencia codifica las instrucciones genéticas para nuestras células. Como las cadenas metálicas, las hebras de ADN pueden cambiar fácilmente de forma, doblarse, enroscarse y moverse a medida que colisionan con otras moléculas a su alrededor.

En distancias cortas, los electrones fluyen a través del ADN mediante el efecto de túnel cuántico, dispersándose deprisa como lo hacen las ondas de agua en un estanque. A través de distancias más largas, se comportan más como partículas e intervienen los saltos. Es como intentar cruzar un río, algo que puede hacerse con rapidez a través de un puente, o que también podría hacerse recurriendo a saltar de una roca a otra, si hay una cantidad suficiente de ellas asomando en la superficie del agua. Los electrones en el ADN se comportan de formas similares, dependiendo de la información química contenida en este último. 

Todos estos movimientos pueden alterar la capacidad de los electrones de viajar como ondas. Anteriormente se creía que los electrones solo podrían ser compartidos entre como mucho tres bases.

Valiéndose de simulaciones por ordenador, el equipo de Beratan encontró que ciertas secuencias de bases podrían mejorar el intercambio de electrones, llevando a un comportamiento semejante al de las ondas a largas distancias. En particular, estos científicos encontraron que apilar series alternativas de cinco bases de guanina (G) creaba la mejor conductividad eléctrica.

A continuación, el grupo de Tao llevó a cabo experimentos de conductividad en hebras cortas (de 6 a 16 bases) de ADN, que llevaban bloques alternos de 3 a 8 bases de guanina. Conectando su ADN de pruebas a un par de electrodos de oro, el equipo pudo controlar una pequeña corriente para medir la cantidad de carga eléctrica fluyendo a través de la molécula.

Si quieres conocer más artículos referentes a la nonotecnología consulta:

Nanocápsulas de virus para tratar infecciones

Nanotecnología y medicina

Nanotecnología antibacteriana

ANATOMÍA ESPACIAL

Anatomía tiene su raíz etimológica en la palabra griega “Anatemnein” que quiere decir cortar sucesivamente. Así los estudios que supusieron el nacimiento de la Anatomía como Ciencia se basaron en descripciones minuciosas de la disposición de las estructuras en el organismo tras practicar cortes de cadáveres.

El avance de la anatomía supone el describir, conocer el ser vivo para comprenderlo explicando sus formas y las relaciones entre estas, integrando en este conocimiento las transformaciones que van sufriendo a lo largo de su existencia y sus motivos.

En esta ocasión conoceremos la anatomía espacial, refiriéndonos con espacial a ubicar el cuerpo humano en tiempo y lugar, debemos conocer el lenguaje propio de la anatomía para poder conocer el mismo lenguaje anatómico todos, al principio cuesta, pero conforme lees, ves, vas comprendiendo todo y descubres lo fácil que es conocerte, conoces a los que te rodean, pero principalmente te conoces.

Ahora bien, al decir disposición espacial, nos referimos a una posición anatómica, como cuando hablamos coloquialmente adelante, atrás, arriba, abajo, nos referimos a un cuerpo que está colocado particularmente en una posición base que se denomina posición anatómica; Entonces la posición anatómica normal es un individuo de pie con la palma de las manos hacia adelante y mirando hacia delante.

 

Es entonces fundamental conocer primeramente los cuatro planos imaginarios de la anatomía que cruzan al humano en la posición anatómica.

Plano medio

Es un plano vertical sagital que atraviesa longitudinalmente el cuerpo y lo divide en dos mitades, derecha e izquierda. En su intersección con la superficie del cuerpo, el plano define la línea media de la cabeza, el cuello y el tronco. A menudo se utiliza erróneamente línea media como sinónimo de plano medio.

Plano sagital

Son los planos verticales que atraviesan el cuerpo paralelamente al plano medio. El termino para sagital, que utiliza comúnmente, es innecesario, ya que cualquier plano que sea paralelo a uno u otro lado del plano medio es sagital por definición. Sin embargo, un plano paralelo y cerca al plano medio puede denominarse plano paramediano.

Planos frontales (coronales)

Son planos verticales que atraviesan el cuerpo en ángulo recto con el plano medio y lo dividen en dos partes: anterior (frontal) y posterior (dorsal).

 

Planos transversos

Son los planos horizontales que atraviesan el cuerpo en ángulo recto con los planos medio y frontal, y lo dividen en dos partes: superior e inferior. Los radiólogos se refieren a los planos transversos como transaxiales, término que suele abreviarse como planos axiales.

El uso principal de los planos anatómicos es para describir secciones:

Secciones longitudinales

Discurren a lo largo o paralelamente al eje largo del cuerpo o cualquiera de sus partes, y el término se aplica independientemente de la posición del cuerpo. Aunque los planos medio, sagital y frontal son las secciones longitudinales estándar, existen una gama de 180° de posibles secciones longitudinales.

Secciones transversales

Son cortes del cuerpo o sus partes en ángulo recto con el eje longitudinal del cuerpo o de cualquiera de sus partes. Debido a que el eje largo de los pies cursa horizontalmente, una sección transversa del pie está situada en el plano frontal.

Secciones oblicuas

Son cortes del cuerpo o sus partes que no siguen los planos anatómicos previamente mencionados. En la práctica, muchas imágenes radiográficas y secciones anatómicas no están situadas con precisión en los planos sagital, frontal o transverso, si no que a menudo son ligeramente oblicuas.