Los 11 colores de la biotecnología
Fuentes : Universidad de Murcia / AseBio
Si hay una rama de la ciencia que ha revolucionado la investigación científica del siglo XXI esa es la biotecnología.
Sin embargo, un porcentaje muy significativo de la población no conoce en qué consiste esta disciplina científica ni qué campos aborda.
Para solucionarlo se ha desarrollado una innovadora clasificación de la biotecnología basada en colores.
Si hay una rama de la ciencia que ha revolucionado la investigación científica del siglo XXI esa es la biotecnología, entendiendo como tal toda aplicación tecnológica que utilice sistemas biológicos y organismos vivos o sus derivados para la creación o modificación de productos o procesos para usos específicos. De hecho, la biotecnología (junto a la bioquímica y la biología molecular) es en la actualidad la primera disciplina en porcentaje de contribuciones científicas e impacto en el contexto internacional. Según se puede leer en el último informe de la AseBio | Inicio la biotecnología española representa el 3,2 % de la producción científica internacional en el área, siendo España la octava potencia a nivel mundial en publicaciones científicas biotecnológicas.
La biotecnología española produce un 26 % de los artículos situados entre el 10 % más citados del mundo.
Por otra parte, las biociencias moleculares y sus aplicaciones biotecnológicas están consideradas, después de las tecnologías de la información, la siguiente gran ola de expansión de la economía basada en el conocimiento. Una prueba del entusiasmo generado por esta disciplina científica en los mercados bursátiles es que la biotecnología fue uno de los sectores más rentables del NASDAQ Composite en 2019. En dicho año había en España 3585 empresas que realizaron actividades relacionadas con la biotecnología y el sector biotecnológico invirtió más de 940 millones de euros en I+D, de los que el 71 % correspondió a empresas Biotech (las puramente biotecnológicas). Estos datos se justifican por el número de aplicaciones que tiene la biotecnología en áreas tan aparentemente diferentes como alimentación, medicina, medio ambiente, cosmética, agricultura o la lucha contra el bioterrorismo. Otro de los valores añadidos de la biotecnología es que se trata de un área multi e interdisciplinar, que se apoya en otras disciplinas como la biología, química, la fisiología, la ingeniería o la informática para obtener sus resultados. A pesar de los múltiples beneficios de la biotecnología, un porcentaje muy significativo de la población no conoce en qué consiste esta disciplina científica ni qué campos aborda. Para solucionarlo se ha desarrollado una innovadora clasificación de la biotecnología basada en colores.
Llevo muchos años impartiendo docencia tanto en el grado de Biotecnología como en el Máster en Biotecnología y Biología Celular de la Universidad de Murcia (um.es) . También formo parte del grupo de investigación «Bioquímica y Biotecnología Enzimática» y divulgo la ciencia asociada a esta disciplina científica. Pues bien, la experiencia me ha demostrado que clasificar por colores las distintas áreas que abarca a biotecnología es un acierto. Esta clasificación sirve tanto a los alumnos como a la sociedad en general para entender y recordar fácilmente las diferentes aplicaciones de la biotecnología. Eso sí, hay que dejar claro que los «colores de la biotecnología» no se comportan como compartimentos estancos. Muchas de las aplicaciones de la biotecnología forman parte simultáneamente de diferentes colores. Por ello no nos debe extrañar que un mismo producto pueda encuadrarse a la misma vez dentro de la biotecnología amarilla, verde o morada.
En un principio, la biotecnología se clasificó únicamente en cuatro colores (roja, blanca, verde y azul). Sin embargo, el espectacular incremento del número de sus aplicaciones obligó a ampliar el abanico a once. Analicémoslos.
1. Biotecnología roja o sanitaria
Si hay un área de la biotecnología que está de moda es la biotecnología roja, también llamada sanitaria. Esta rama es una de las disciplinas responsables del desarrollo de vacunas contra muchas enfermedades, entre ellas la COVID-19. Pero la biotecnología roja no solo se ocupa de la pandemia causada por el SARS-CoV-2, sino que ha dado un paso de gigante en la prevención, el diagnóstico y el tratamiento de muchas otras enfermedades. Las aplicaciones sanitarias de la biotecnología permiten la producción más ética, barata y segura de un número cada vez mayor de fármacos (insulina, eritropoyetina, hormona del crecimiento, Factor VIII…).
Según la Biotechnology Innovation Organization gracias a la biotecnología roja se han elaborado más de 250 vacunas y medicamentos distintos. Este color de la biotecnología también se encarga de las terapias génicas in vivo y ex vivo que se emplean en la lucha contra diferentes cánceres, de los diagnósticos moleculares, de la búsqueda de sustancias moduladoras de dianas moleculares clave, de procedimientos de intervención génica o dirigidos al control de la reproducción y diferenciación de células madre o de la fabricación de órganos artificiales…
2. Biotecnología verde
Debido a su importancia en el desarrollo de plantas modificadas genéticamente, una de las ramas de rama de la biotecnología más polémica (por el rechazo de algunos sectores) es la verde, también conocida como agroalimentaria. El uso de técnicas biotecnológicas para la producción y mejora de alimentos modificados genéticamente para la erradicación del hambre y la desnutrición en amplias zonas de Asia, África y América latina es uno de los objetivos de esta rama de la biotecnología.
De hecho, la utilizan casi 15 millones de agricultores en el mundo para combatir plagas, enriquecer alimentos, ayudarlos a defenderse frente a microorganismos, sequías o heladas. Pero el campo de actuación que abarca la biotecnología verde va mucho más allá de las plantas transgénicas. También es la responsable potenciar el sector agrícola mediante el desarrollo de eficaces biopesticidas, el diseño de antibióticos que mejoren la salud vegetal, el control biológico de plagas, etc.
3. Biotecnología azul
Pocas áreas de la biotecnología tienen un potencial tan grande como la marina o azul, responsable del estudio de la acuicultura, la diversidad del medio marino y los ecosistemas acuáticos. El desconocimiento que aún tenemos de muchos aspectos relacionados con el mundo submarino lo convierte en un ecosistema ideal para la búsqueda de nuevos recursos.
biotecnologia azul
De hecho, gracias a la biotecnología azul se están desarrollando alimentos, cosméticos e incluso fármacos ricos en compuestos bioactivos presentes en el plancton o en extractos de algas. Incluso el cuidado de especies, la preservación de ecosistemas marinos y la búsqueda de nuevas fuentes de bioenergía, como es el caso de la producción de biocombustibles a partir de algas, son objetivos de la biotecnología azul.
4. Biotecnología amarilla
Uno de los sectores empresariales más importantes es el relacionado con la industria alimentaria. Su peso en la economía mundial es muy grande en comparación con otras áreas. Parte de responsabilidad la tiene la biotecnología amarilla, la rama de la ciencia que se ocupa de la producción y procesamiento de alimentos seguros de alto valor nutricional u organoléptico.
Mediante el uso de levaduras, bacterias u otros organismos vivos, la biotecnología amarilla se encarga tanto de la mejora de alimentos tradicionales (pan, queso, vino, cerveza…) como de nuevos alimentos. Ejemplos de estos últimos los tenemos en los probióticos (alimentos o suplementos que contienen microorganismos vivos destinados a mejorar la salud humana) o en el famoso arroz dorado (arroz modificado genéticamente desarrollado con el objetivo de combatir las carencias de vitamina A en algunos países en vías de desarrollo).
5. Biotecnología blanca
Su objetivo principal es el diseño y análisis de procesos biotecnológicos destinados a la obtención de productos, bienes y servicios, así como la gestión y el control de procesos biotecnológicos en plantas de producción industrial. Dentro de los objetivos concretos de la biotecnología blanca o industrial se encuentra desarrollar procesos más sostenibles y respetuosos con el medio ambiente que reduzcan, e incluso eliminen, contaminantes producidos en algunos procesos industriales tradicionales. Para alcanzar estos objetivos, la biotecnología blanca suele emplear dos estrategias: utilizar materia prima biodegradable que consuma poca energía o utilizar enzimas u organismos vivos que minimicen los productos tóxicos generados industrialmente. Un ejemplo de todo esto lo encontramos en el uso de procesos enzimáticos para eliminar los residuos tóxicos de la fabricación del papel. Otros objetivos son la generación de energías limpias a partir de organismos vivos y la producción de plásticos biodegradables.
6. Biotecnología marrón
El bienestar animal debe ser uno de los objetivos del planeta. Por ello la biotecnología ha dedicado un color, el marrón, a desarrollar y producir fármacos, vacunas y alimentos destinados al mundo animal. Las modificaciones genéticas de animales que tienen como objetivo mejorar su salud o prolongar su vida son objeto de la biotecnología marrón. Los innovadores bancos genéticos de especies en peligro de extinción son otro ejemplo representativo del papel de esta rama de la biotecnología en el bienestar animal.
7. Biotecnología dorada
Una de las ramas de la ciencia que más fuerza ha cobrado en los últimos años es la biotecnología dorada. Esta área tiene como objetivo simular procesos biotecnológicos, secuenciar genomas de organismos vivos, diseñar nuevos fármacos, desarrollar nuevas bases de datos de ADN, crear genes ad hoc , modelar proteínas, etc.
Para ello utiliza modelos computacionales y potentes herramientas bioinformáticas que permiten prever los comportamientos de muchas moléculas, con lo que no solo se acorta el tiempo de investigación realizada en los laboratorios, sino que reduce el uso de animales en experimentación y se ahorra dinero en costes de investigación.
8. Biotecnología gris
Uno de los grandes objetivos a los que se enfrenta la sociedad en el siglo XXI es la mejora del medioambiente. Para alcanzarlo es imprescindible un enfoque científico multi e interdisciplinar donde la biotecnología desempeñe un papel crucial. Pues bien, la rama de la biotecnología que se encarga de conservar nuestro entorno es la biotecnología gris, una disciplina que también tiene una alta responsabilidad en la generación de crecimiento económico sostenible basado en el conocimiento de los efectos de la intervención humana sobre el patrimonio de diversidad biológica y geoclimática existente.
biotecnologia gris
La biorremediación de suelos, la biodetección y monitorización de la contaminación ambiental, la biodepuración de aguas, los biofiltros o la conservación de especies (animales y vegetales) son algunos de sus campos de actuación. También, el uso de microorganismos para el tratamiento de aguas y suelos o para eliminar microplásticos u otros contaminantes del mar son objetivos de la biotecnología gris .
9. Biotecnología violeta
La aparición de una nueva disciplina científica siempre genera dudas y rechazos. En el caso de la biotecnología, esta reacción se ve incrementada al usar técnicas poco conocidas para la población que incluso son capaces de modificar productos existentes o generar nuevos. Además, y aunque la biotecnología se emplea habitualmente para desarrollar nuevos productos que mejoren nuestra calidad de vida, también puede usarse para desarrollar peligrosas armas biológicas o realizar investigaciones poco aconsejables éticamente.
De evitar esta situación se encarga la biotecnología violeta que trata todos los aspectos legales relacionados con la biotecnología. Por ejemplo, la creación de legislación sobre aspectos biotecnológicos tan relevantes como: bioseguridad; producción, uso y distribución de organismos genéticamente modificados; experimentación y manipulación genética animal; aspectos bioéticos de la experimentación animal; análisis de genética molecular humana; terapias génica y celular; o normativas sobre manipulación embrionaria, transgénesis y clonación. Además, los comités éticos de universidades y otros centros de investigación se apoyan en la biotecnología gris para que las investigaciones realizadas en el marco de la biotecnología no traspasen los límites de la ética.
10. Biotecnología naranja
Uno de los principales problemas que tiene la biotecnología es la injustificada mala fama que tiene entre gran parte de la población. La desinformación acerca de los organismos modificados genéticamente o la ingeniería genética, aspectos básicos en el área de la biotecnología, hace necesaria la existencia de campañas de divulgación de esta disciplina científica dirigidas a la población. Pues bien, el color de la biotecnología que se encarga de su comunicación científica es el naranja.
biotecnologia naranja
La divulgación de la biotecnología está cobrando tanta importancia que el Libro blanco de la bioquímica y la biotecnología indica que un biotecnólogo debe ser capaz de comunicar mediante diferentes formatos (prensa, radio, televisión, conferencias, etc.) aspectos fundamentales de su actividad profesional a otros profesionales de su área, o de áreas afines, y a un público no especializado. También debe demostrar buena capacidad de participación en debates sobre diversos aspectos bioéticos, incluyendo los relativos a la experimentación animal, la generación de organismos modificados genéticamente, los análisis de genética molecular humana, los ensayos clínicos y las terapias génicas y celulares. Es decir, un biotecnólogo debe tener entre sus habilidades un gran manejo de la biotecnología naranja.
11. Biotecnología negra
En los últimos años ha cobrado gran importancia el uso de armas biológicas en los conflictos bélicos, tanto en los actos terroristas como en las grandes guerras. El objetivo de la biotecnología negra es desarrollar nuevos productos que contrarresten el poder de microorganismos virulentos u otros seres vivos con capacidad de causar daños. Recientemente el grupo de investigación de Bioquímica y Biotecnología Enzimática de la Universidad de Murcia ha utilizado la biotecnología negra para descubrir que unos pigmentos vegetales llamados betalaínas, presentes en remolachas, cactus y otras fuentes vegetales, son capaces de competir por un determinado metal con las moléculas presentes en las esporas de las bacterias Bacillus, como la responsable del ántrax, pudiendo detectarse su presencia en armas biológicas gracias a ese fenómeno.
Una ocasión perdida
Hace 24 años, en 1998, ocurrió en Suiza un hecho insólito. En un polémico referéndum el pueblo suizo debía decidir si frenaba los avances de la ingeniería genética y de la biotecnología en su país. Basándose en los posibles riesgos sobre la salud o el medio ambiente y en razones éticas relacionadas con los organismos modificados genéticamente, un grupo llamado Iniciativa para la Protección Genética (IPG) formado principalmente por ecologistas, algunas ONG y el Partido
Verde forzó al Gobierno a realizar una consulta popular que perseguía tres objetivos:
a) Prohibir los animales transgénicos.
b) Prohibir los trabajos de campo con plantas transgénicas.
c) Impedir la concesión de patentes tanto para la modificación genética de los animales y de los vegetales como para los productos que se pudieran derivar de ellos, incluidas las posibles vacunas biotecnológicas.
Los primeros sondeos fueron demoledores para el futuro de la biotecnología en Suiza. Una amplia mayoría de la sociedad estaba inicialmente en contra de esta disciplina científica y pensaba votar a favor de la consulta propuesta por la IPG. Las consecuencias para la biotecnología serían demoledoras. Además de las enormes pérdidas económicas para el sector biotecnológico, unos 40 000 empleos desaparecerían, entre ellos los ocupados por 5 000 científicos. Un triunfo de la IPG supondría el freno, y la casi segura desaparición de medio millar de proyectos de investigación que se estaban realizando en las 180 empresas Biotech existentes en aquel momento en Suiza, en universidades y en otros centros públicos y privados de investigación.
Solamente un giro de 180 grados podría provocar un cambio en la situación… y este llegó de la única forma que era posible. Se produjo una alianza entre los biotecnólogos pertenecientes a universidades, academias, asociaciones, colegios profesionales y las empresas Biotech. Todos los profesionales que empleaban de manera cotidiana esta rama de la ciencia como herramienta de generación de conocimiento y de desarrollo económico se unieron con un único objetivo: salvar la biotecnología. ¿Y qué hicieron? Divulgar la ciencia, es decir, usar como arma la «biotecnología naranja».
Ganó el naranja
Los profesionales de la biotecnología salieron a la calle con sus batas blancas (a veces literalmente) participando en charlas con los consumidores, debates en medios de comunicación, jornadas científicas destinadas al gran público… incluso los científicos suizos galardonados con un premio Nobel dieron una conferencia de prensa para intentar frenar esta tragedia biotecnológica. Todos los implicados contaron sus resultados a la población, sus utilidades, explicaron las ventajas e inconvenientes (que también los hay) de la biotecnología, rebatieron con argumentos científicos muchas acusaciones y miedos infundados…
Finalmente, el 7 de junio de 1998 Suiza decidió en referéndum el futuro de la biotecnología. Los sondeos previos dieron un vuelco espectacular en las urnas. La iniciativa popular contra las manipulaciones genéticas solo fue apoyada por el 33,4 % de los votantes, mientras el 66,6 % decidió dejar abierta la puerta a la ingeniería genética y a los organismos modificados genéticamente. La divulgación científica realizada por los especialistas en biotecnología tuvo efecto y hoy Suiza es uno de los países europeos punteros en esta imprescindible rama de la ciencia. La biotecnología naranja ganó aquel referéndum.
La experiencia de Suiza dejó, en mi opinión, cuatro importantes lecciones que deberíamos haber aprendido para el futuro:
1) Cualquier rama científica, divulgada con rigor y empleando las herramientas convenientes, puede ser explicada con éxito a la población.
2) La sociedad está dispuesta a cambiar de opinión sobre determinados temas si se le explica de forma entendible.
3) Los profesionales de cualquier sector deben dedicar parte de su tiempo a comunicar a la población en qué consiste su trabajo… pero no solo cuando se vean con el agua al cuello.
4) Los científicos y la industria necesitan colaborar estrechamente en beneficio de la sociedad.
Desgraciadamente, pasados 24 años de aquel referéndum no hemos aprendido la lección. El porcentaje de científicos que divulga la ciencia, aunque cada vez es mayor, es claramente minoritario. La gran mayoría de los investigadores pasan horas y horas en sus laboratorios investigando en los nuevos avances de la ciencia. Una vez que sus resultados han sido publicados en revistas especializadas pocas veces se divulgan. Los científicos vuelven al laboratorio y de nuevo comienzan nuevas investigaciones. En mi opinión, el verdadero responsable de esta situación no es el investigador, sino el sistema de reconocimiento de méritos de la labor de un científico, pero eso es otra historia. Por otra parte, la brecha entre la investigación pública y la privada sigue existiendo y eso no es bueno para la sociedad.
Estimados y bien hallados lectores, aprendamos de lo ocurrido en Suiza y usemos la ciencia como herramienta para ser personas libres, entendiendo la libertad como la toma de decisiones basadas en el conocimiento y no en mitos o falsedades… aún estamos a tiempo.
José Manuel López Nicolás es catedrático de Bioquímica y Biología molecular de la Universidad de Murcia. Investigador, docente y divulgador científico.
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