¿QUISIERAS QUE LA CIENCIA SEA TU SÚPER PODER?
Por: Tania Pozzo Ph. D
Nadie puede negar que estamos viviendo la época de los súper héroes, pero ¿alguna vez se preguntaron cómo nacieron los súper héroes?. Haciendo una recapitulación del pasado, podemos ver que estos personajes nacieron en las historietas escritas en la época de los sesentas, en revistas americanas como ser DC y Marvel, y ahora Hollywood los vuelve presentar con algunas modificaciones, pero de una forma más innovadora gracias al avance de la tecnología cinematográfica. Es así como vemos una variedad de personajes, cada uno con un súper poder que lo hace único y fascinante, que los hace muy atractivos para todo tipo de público. Personalmente, mis superhéroes favoritos son los que obtuvieron su súper poder a través de la simbiosis con otros organismos, tal es el caso del Hombre Araña y Venom. Alcanzar una simbiosis óptima con otro organismo a nivel molecular es muy complejo, entender estos mecanismos de interacción es mi fascinación, ya que también pueden ser explotados en diferentes aplicaciones biotecnológicas.
El pasado octubre del 2019 viaje a Boston para ser jurado en la competencia mundial de ingeniería genética, iGEM (International Genetically Engineered Machine) y uno de los grupos ganadores del concurso, fueron los alumnos del colegio de GreatBay SZ de China. Estos jóvenes diseñaron una bacteria que poseía los genes que las arañas usan para producir tela de araña (ver proyecto). Inspirados en el hombre araña, el grupo tenía el objetivo de construir el traje para este superhéroe hecho de seda de araña, es así como además de los genes para producir seda, incluyeron en el diseño de la bacteria otros genes de proteínas que dan color, así podrían tener el material completo para la bio-construcción del traje del hombre araña. Este caso es un buen ejemplo del uso de la biotecnología en la producción de nuevos bio-materiales, la seda es un textil que tiene un alto valor adquisitivo en el mercado, China es el mayor productor y exportador de seda en el mundo y esta producción es parte de su herencia cultural.
Mediante este ejemplo quiero hacer conocer a todos los jóvenes bolivianos, del potencial de las nuevas herramientas en biotecnología y mostrarles como ellos podrían aprovechar de este conocimiento científico para mejorar el futuro de la sociedad boliviana. ¡Quiero que los jóvenes sepan que están viviendo en la mejor época de la historia de la humanidad, donde la ciencia puede ser usada como su nuevo súper poder! Cuando era joven me encantaba leer los libros de ciencia ficción escritas por el bioquímico Isaac Asimov, él usaba su base científica para describir posibles escenarios donde los seres humanos lográbamos colonizar otros planetas, el también describe la organización de las futuras sociedades y como lograríamos la convivencia pacífica con los robots. Estos libros despertaron mi motivación para seguir una carrera científica, primero estudiando bioquímica y luego continúe estudiando la maestría y el doctorado en biotecnología.
"¡Quiero que los jóvenes sepan que están viviendo en la mejor época de la historia de la humanidad, donde la ciencia puede ser usada como su nuevo súper poder!."
La biotecnología se define como el uso de microorganismos para la producción de compuestos químicos, que darán solución a problemas existentes en la sociedad humana, un buen ejemplo es la producción de insulina, medicamento que se produce usando bacterias recombinantes para ayudar a las personas diabéticas. La biotecnología es un área muy amplia y está clasificada por colores, según su aplicación. La biotecnología amarilla trata de la producción de enzimas o proteínas para la alimentación, la verde está relaciona a la agricultura, la blanca es la que produce moléculas orgánicas como ser metabolitos secundarios de plantas, la roja produce vacunas o proteínas que son usados como medicamentos, la azul está relaciona a los estudios de océanos, la dorada con la bioinformática y la nanotecnología, y por último, el color púrpura, trata de las diferentes regulaciones asociadas a patentes y permisos de las instituciones, como la administración de Alimentos y Medicamentos de los Estados Unidos (FDA).
Durante mi formación académica, vi como el desarrollo de nuevas herramientas aceleraron la forma de producción en el área de biotecnología, más específicamente las herramientas en biología sintética, que proveen la posibilidad de sintetizar genes y la secuenciación del material genético. Herramientas que impulsaron nuevas plataformas flexibles de producción conocidas como “biofoundry”, que son laboratorios a pequeña escala donde se lleva a cabo el descubrimiento y la optimización de la producción de diferentes tipos de vacunas, proteínas o moléculas orgánicas. Es aquí donde se selecciona la bacteria más productiva que luego será producida en mayor escala, como ser nivel planta piloto.
El diagrama que les presento a continuación es un ejemplo de biofoundry, una plataforma automatizada donde muchos procesos usan robots para acelerar el trabajo, el diagrama también indica en que parte de la plataforma se usan las herramientas en biología sintética, jugando un papel importante en la construcción de los microorganismos.
Si imaginamos que somos científicos con la tarea de producir insulina en el biofoundry, lo primero que debemos hacer es estudiar la secuencia de ADN que codifica la insulina, posteriormente, con las herramientas de la biología sintética, sintetizaríamos el gen de la insulina y corroboraríamos que la secuencia este correcta, después debemos pegar el gen de la insulina a un círculo, este circulo conteniendo al gen insulina será introducido a la bacteria, y de esta forma construiremos la bacteria recombinante, la misma que produce insulina, conocida como “bacteria transgénica”. Cuando las bacterias crecen en un medio solido, se ven como muchas pequeñas colonias o puntitos blancos. Es en esta etapa donde entra la automatización en acción, y empresas como TECAN, que tienen muchos tipos de robots en el mercado, llegaron a desarrollar un robot que recoge miles de colonias de bacterias para dejarlas crecer en un medio liquido, y así comiencen a producir insulina.
La plataforma también cuenta con muchos equipos analíticos, que están encargados de evaluar, en pequeñas cantidades y eficientemente la pureza y cantidad de la insulina producida por cada bacteria. Es así como se seleccionan a las bacterias más activas en la producción de insulina, y solo estas pasan a crecer en biorreactores, que son unos frascos donde se controla el crecimiento bacteriano y la producción optima de la insulina. Y por último, entra en acción el robot que purifica la insulina, este robot prueba diferentes condiciones para encontrar la mejor forma de obtener una insulina muy pura. El paso final es poner la insulina súper pura en un medio que la mantenga estable por mucho tiempo, hasta que sea inyectada al paciente.
Estamos viviendo un momento donde las herramientas tecnológicas y el conocimiento científico acumulado por años están a un mismo nivel, listos para ser explotados en conjunto en diferentes aplicaciones, es la época más emocionante para todo científico. Hace 18 años me fui de Bolivia buscando aprender estas nuevas tecnologías en otros países donde la producción mediante biotecnología está más establecida, y creo que llego el momento de empezar a transferir tecnología a los jóvenes bolivianos. Es por esta razón que estoy organizando, junto con los docentes de universidades de La Paz, Cochabamba y Santa Cruz, el primer grupo de iGEM Bolivia 2021. ¡Estoy muy feliz de haber encontrado estudiantes interesados en aprender a usar las herramientas de la biología sintética, y si tu eres un joven interesado en aprender las bases del diseño molecular de microorganismos por favor únete a nuestro movimiento por que no queremos quedarnos atrás necesitamos iGEM para Bolivia!
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iGEM Bolivia: Un movimiento científico para el acceso a la bioinnovación
Tania Pozzo estudio la maestría en Food and Biotechnology en la Universidad de Lund, Suecia, patrocinada por la beca del Instituto Sueco. Durante sus estudios doctorales trabajó en biocatalisis en el departamento de biotecnología de la Universidad de Lund.
Para más información del proyecto revisa iGEM Bolivia, puedes contactar con Tania, y visitar la página web del proyecto
Tania Pozzo
tania.pozzo@gmail.com
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