14-07-2010

1

BIOTECNOLOGÍA Y SU APORTE EN LA SOCIEDAD

MIGUEL ANGEL SÁNCHEZ

DIRECTOR EJECUTIVO

BIOTECNOLOGÍA

¿QUÉ ES LA BIOTECNOLOGÍA?

Toda aplicación tecnológica que utiliza sistemas biológicos, seres vivos o susderivados, para generar bienes y servicios

Se entiende como:

El uso intencionado de las características y capacidades de los seres vivos pararesolver problemas prácticos

BIOTECNOLOGÍA TRADICIONAL(EMPLEO DE ORGANISMOS PARA LA OBTENCIÓN

DE UN PRODUCTO ÚTIL PARA LA INDUSTRIA)DESDE 7.000 A.C.

BIOTECNOLOGÍA, HOY

INGENIERÍA GENÉTICA O METODOLOGÍA DEL ADN

RECOMBINANTEDESDE 1970s

BIOTECNOLOGÍA MODERNA(EMPLEA LA INGENIERÍA GENÉTICA) -

DESDE 1980s

INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA

APLICACIONES DE LA BIOTECNOLOGÍA

INDUSTRIA FARMACÉUTICA

Y MEDICINA

•VACUNAS•ANTICUERPOS•ENZIMAS•HORMONAS•KITS DE DIAGNÓSTICO

•CÉLULAS MADRE•TERAPIA GÉNICA•ÓRGANOS Y TEJIDOS ARTIFICIALES

ALIMENTACIÓN •ENZIMAS•ADITIVOS

INDUSTRIAMEDIO

AMBIENTE

•BIORREMEDIACIÓN•QUÍMICA Y ENERGÍA•BIOCATALIZADORES•BIOCOMBUSTIBLES•DETERGENTES

AGRICULTURA•PLANTAS GENETICAMENTE MODIFICADAS

•SOYA•MAÍZ•ALGODÓN•CANOLA

BIOTECNOLOGÍA Y MEDIO AMBIENTE

ACEITES DE COLZA, SOYA, GIRASOL, JATROPHA, MOSTAZA, LINO, CANOLA, PALMA, CÁÑAMO, ALGAS, ACEITES USADOS, GRASAS DE ORIGEN ANIMAL, ETC.

ácido graso metanol glicerol éster monoalquílico de ácido graso

EL BIODIESEL

biodiesel

BIOTECNOLOGÍA Y AMBIENTE

14-07-2010

2

Producción de biodiesel a partir de algas

Bacterias

polihidroxialcanoatos PHA

(bioplástico)

BIOPLÁSTICOS

Almidón

(maíz, aunque también papa,

mandioca, etc.)

Ácido láctico

Ácido Poliláctido

PLA(bioplástico)

bacterias

BIOPLÁSTICOS BIORREMEDIACIÓN (bacterias y plantas)

Degradación, absorción, acumulación y/o transformación de... PesticidasHerbicidasPetróleo y derivadosMetales pesados

En 1989 se derramaron 40 millones de litros de petróleo en Alaska, afectando a 1600 Km de playa. La Biorremediación involucró la acción de microorganismos autóctonos y la bioestimulación con fósforo (P), nitrógeno (N) y potasio (K). Como resultado, se incrementó unas 4 veces la velocidad de degradación.

Caso Exxon Valdez

Producción o sobre-producción de enzimas, fármacos y otras moléculas

BIOTECNOLOGÍA EN LA INDUSTRIA

14-07-2010

3

PORCENTAJE DE LAS ENZIMAS RECOMBINANTES QUE SE EMPLEAN EN DIFERENTES INDUSTRIAS

INDUSTRIA PORCENTAJE (%) DE TODAS LAS ENZIMAS

1985 1994 2000

DETERGENTES (1)

PROTEASAS, AMILASAS, CELULASAS, LIPASAS0 80 95

ALMIDÓN Y DERIVADOSAMILASAS, MALTASAS, ISOMERASAS

0 95 95

PANADERÍAAMILASAS, GLUCANASA, XILANASA, PROTEASAS

0 20 50

ACEITES Y GRASASLIPASAS, ESTERASAS

0 10 100

ALIMENTOS PARA ANIMALESFITASAS, AMILASAS, GLUCANASA, XILANASA

0 30 90

(1) LA MAYORÍA CON GENES DE EXTREMÓFILOS

termófilos

mesófilos

psicrófilos

AMINOÁCIDOS DE INTERÉS INDUSTRIAL PRODUCIDOS EN ORGANISMOS GENÉTICAMENTE MODIFICADOS (BACTERIAS Y HONGOS)

Aspartamo (Fen+Asp), Glicina Edulcorantes

Aspartato, Alanina, Glutamato Resaltadores del sabor

Histidina Antioxidante y preservativo

Lisina y metionina Suplementos dietarios

Bacterias

Hongos

Enzimas recombinantes que se emplean en la industria alimenticia

Alfa-amilasa Pan, bebidas, almidón

Aminopeptidasa Queso, lácteos, sabores

Fosfolipasa Pan, grasas

Glucosa isomerasa Almidón

Hemicelulasa Pan, almidón

Lactasa Lácteos

Lipasa Grasas, quesos, sabores, pan

Pectinasa Bebidas, derivados de frutas

Proteasa Queso, pan, bebidas, derivados de carne y pescado

Quimosina Queso

Xilanasa Bebidas, almidón, pan

Enzima Aplicación

BIOTECNOLOGÍA Y SALUD HUMANA

�Escherichia coli

�Levaduras�Células de mamíferos

PROTEÍNAS RECOMBINANTES EMPLEADAS COMO FÁRMACOS

PRODUCTO INDICACIÓN TERAPÉUTICA

FACTORES DE COAGULACIÓN HEMOFILIA

INSULINA DIABETES MELLITUS

HORMONA DE CRECIMIENTO DEFICIENCIA EN NIÑOS

ERITROPOYETINA (EPO) ANEMIA

INTERFERÓN ALFA (IFN α) HEPATITIS B Y C, CÁNCER, HERPES

VACUNA ANTI HEPATITIS B HEPATITIS B

ANTICUERPOS MONOCLONALES ASMA, ARTRITIS REUMATOIDE

PROTEÍNA C SEPSIS SEVERA

B-GLUCOCEREBROSIDASA ENFERMEDAD DE GAUCHER

DNAsa FIBROSIS CÍSTICA

14-07-2010

4

Purificación bioquímica

páncreas

insulina de cerdo

Antes…

ADN

(gen de la insulina humana)

insulina humana (recombinante)

bacterias o levaduras

(ingeniería genética)

Ahora…

Concentración e inactivación

Sangre humana

Factor de coagulación humano

Antes…

ADN

(gen del factor de coagulación)

Factor de coagulación humano

(recombinante)

Cultivo de células de mamífero

(ingeniería genética)

Ahora…

PRODUCCIÓN DE INTERFERÓN DE GLÓBULOS BLANCOS HUMANOS

•45.000 litros de sangre humana (aprox. 100.000 dadores)

•250.000 millones de unidades de IFN (aprox. 1 gramo)

•Para tratar a 100.000 pacientes con enfermedades virales leves, 2.000 con enfermedades virales crónicas y 500 pacientes con cáncer.

•Costos para producir 1 gramo: 5-20 millones de dólares

Tomado de Bio…¿Qué?, Alberto Díaz 2005

Desde 1986 se produce IFN recombinante para el tratamiento de hepatitis B y C, herpes y ciertos tipos de cáncer.

HORMONA DE CRECIMIENTO – SOMATROPINA HUMANA RECOMBINANTE

ANTES, A PARTIR DE CADÁVERES

AHORA, A PARTIR DE BACTERIAS RECOMBINANTES

VEGETALES GENETICAMENTE MODIFICADOSPRINCIPALES CULTIVOS GM EN EL MUNDO (2009)

Fuente: ISAAA, 20010

OGMMILLONES

DE HA

% ÁREA GLOBAL

OGM

% PRODUCCIÓN

MUNDIAL

SOYA 69,2 52 77

MAÍZ 41,7 31 26

ALGODÓN 16,1 12 49

CANOLA 6,4 5 21

REMOLACHA AZUCARERA

0,26 0,2

ALFALFA 0,1 <0,1

PAPAYA 0,007 <0,1

ZAPALLO 0,002 <0,1

ÁLAMO <0,001 <0,1

CLAVEL <0,001 <0,1

AÑO 2009: 134 MILLONES DE HECTÁREAS

A NIVEL INTERNACIONAL

14-07-2010

5

9195

8590

95

80

98

70

0

25

50

75

100

SOYA CANOLA MAÍZ

EEUU

CANADÁ

ARGENTINA

PORCENTAJE ADOPCIÓN CULTIVOS GM (2009)

A NIVEL INTERNACIONALIMPACTOS DE LOS CULTIVOS GM (1996-2008)

IMPACTO SOCIOECONÓMICO DE CULTIVOS GM A NIVEL DE PAÍSES AMERICANOS

PAÍS SOYA HT MAÍZ HT ALGODÓN HT CANOLA HT MAÍZ BT ALGODÓN BT TOTAL

EEUU 10.422,0 1.402,9 804,0 149,2 4.778,9 2.232,7 19.789,7

ARGENTINA 7.815,0 46,0 28,6 - 226,8 67,9 8.184,3

BRASIL 2.868,0 - - - - 65,5 2.933,5

PARAGUAY 459,0 - - - - - 459,0

CANADA 103,5 42,0 - 1.289,0 208,5 - 1.643,0

MÉXICO 8,8 - 10,3 - - 65,9 85,0

URUGUAY 42,4 - - - 2,7 - 45,1

COLOMBIA - - - - - 12,6 12,6

TOTAL 21.718,7 1.490,9 842,9 1.438,2 5.216,9 2.444,6 33.152,2

�Todos los valores son nominales.�Los cálculos de ingresos agrícolas son cambios en los ingresos netos después de agregar los impactos sobre elrendimiento, la calidad de los cultivos, y los costos variables de producción (ej. pago de primas de la semilla, elimpacto sobre los gastos de protección de los cultivos).

Fuente: Brookes & Barfoot 2009, PG Economics, Ltd.

OGM CARACTERÍSTICAVOLUMEN DE

QUÍMICOS (MILL DE KG)

PORCENTAJE DE REDUCCIÓN

Soya Tolerante a herbicida -62.4 -20.4%

Maíz Tolerante a herbicida -46.7 -4.6%

Algodón Tolerante a herbicida -32.1 -14.5%

Canola Tolerante a herbicida -7.9 -24.2%

Maíz Resistente a insectos -8.2 -5.3%

Algodón Resistente a insectos -128.4 -24.6%

TOTAL -285.7 -15.4%

IMPACTOS DE LOS CULTIVOS GM

REDUCCIÓN EN EL USO DE INSECTICIDAS Y HERBICIDAS DE ACUERDO AL CULTIVO ENTRE 1996-2006

Fuente: Brookes & Barfoot 2008. PG Economics

IMPACTOS DE LOS CULTIVOS GM

IMPACTOS ECOLÓGICOS

� MITIGACIÓN DEL CAMBIO CLIMÁTICO Y REDUCCIÓN DE GASES INVERNADERO

↓ CO2 → disminuir el arado, conservando el suelo y la humedad, reduciendo el uso depesticidadas y secuestrando CO2

En el 2007:

↓ 1.100 millones Kg de CO2 (menor uso de insecticidas y pesticidas)

↓ 13.100 millones Kg CO2 (menor preparación suelos)

TOTAL: ↓ 14.200 millones Kg CO2 ≈ sacar de circulación a 6,3 millones de automóviles[Brookes & Barfoot 2009, PG Economics, Ltd.]

***en el 2009 el parque automotor de Chile estaba proyectado a tener 3.963.100automóviles y Santiago 1.825.000.

•Casi 3 mil millones de personas más en el mundo en 2050

•Sólo un 5% más de tierra cultivable podría sumarse para la producción agrícola

•Debido al cambio climático, se espera una disminución en el rendimiento de loscultivos, sobre todo en los países en desarrollo.

•La demanda de alimentos y de energía será el doble en 2050

3 mil millones

1960

6 mil millones

2000

9 mil millones

2050

LOS DESAFÍOSMaíz Maíz BtBt, Soya RR, , Soya RR,

Algodón Algodón BtBt, Canola RR, Canola RR

Nuevos Eventos Nuevos Eventos BiotecnológicosBiotecnológicos

14-07-2010

6

OGM 2008TRAMITE

APROBACIÓN COMERCIAL

TRAMITE APROBACIÓN REGULATORIA

DESARROLLO AVANZADO

TOTAL ESPERADO

AL 2015

SOYA 1 2 4 10 17

MAÍZ 9 3 5 7 24

CANOLA 4 0 1 5 10

ALGODÓN 12 1 5 9 27

ARROZ 0 1 4 10 15

PAPA 0 0 3 5 8

OTROS 7Papaya 2Zapallo 1

Remolacha Az. 1Pimiento 1

Tomate 2

0 2Alfalfa 2

14Poroto 1

Berenjena 3Tomate 2Repollo 2Coliflor 1

Ají Turco 1Mostaza 1

Trigo 1Ají 1

Maní 1

23

TOTAL 33 7 24 61 124

Fuente: Stein & Rodríguez-Cerezo 2009, EUR23846EN.

EVENTOS COMERCIALES EN TRÁMITES DE APROBACIÓN Y EN I+D EN EL MUNDO

Papa Bt Crisantemo Bt

Arroz Bt Soja Bt

Brocoli Bt

DESARROLLOS: CULTIVOS BT

Buenos rendimientos aún en condiciones de sequía

Uso eficiente del agua = sustentabilidad

DESARROLLOS: TOLERANCIA A SEQUÍA

Reducción en el uso de fertilizantes

Menor contaminación de suelos y napas

DESARROLLOS: USO MAS EFICIENTE DEL NITRÓGENO

Soya alto oleico

(alimentación humana)Maíz alta lisina

(alimentación animal)Arroz dorado con vitamina

A

(alimentación humana)

DESARROLLOS: MEJORAS DE CALIDAD

Maíz alta amilasa

(producción de bioetanol)

•500.000 CASOS DE CEGUERA IRREVERSIBLE CADA AÑO

• 2 MILLONES DE MUERTES DEBIDO A COMPLICACIONES POR FALTA DEVITAMINA A

DESARROLLOS: BIOFORTIFICACIÓN

14-07-2010

7

Retardo de la senescencia de las flores

Las dos flores tienen ocho días de post-cosecha

Modificación del color

Control genético del número de órganos florales en flor de Petunia

Modificación de la arquitectura floral

EN DESARROLLO : FLORES

Alérgenos en maní y en soyaGliadinas en trigo (enfermedad celíaca)Café con menos cafeína Glucósidos cianogénicos en mandioca

EN DESARROLLO MEDIO: ELIMINACIÓN O DISMINUCIÓN DE FACTORES ANTI-NUTRITIVOS, TOXINAS O ALÉRGENOS:

Crecimiento de plantas de tabaco no transformadas y transgénicas luego de la germinación en medio conteniendo explosivos.

EN DESARROLLO: PLANTAS TRANSGÉNICAS PARA FITORREMEDIACIÓN

Ejemplo: detoxificación de TNT•Papa resistente a virus•Frutilla resistente a hongos•Manzana resistente a insectos•Plátanos resistentes a bacterias •Maíz tolerante a bajas temperaturas•Tomate tolerante a heladas•Frutos de maduración retardada•Arroz tolerante a alta salinidad•Trigo tolerante a sequía

EN DESARROLLO MEDIO…

CAMPAÑA DE DESINFORMACIÓN

ERROR: undefined

OFFENDING COMMAND: f‘~

STACK: