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BIOLOGÍA SINTÉTICA

¿Qué es?

La Biología sintética es la Ingeniería de la Biología: la síntesis de sistemas complejos, basados (o inspirados) en la Biología, que realizan funciones que no existen en la naturaleza.

¿Qué es?

Origen y desarrollo

El origen de esta disciplina se remonta a los años 70 del siglo pasado, con la aparición de los primeros avances de la Biología Molecular, de la que extrae métodos y técnicas. En los años 80 y 90 se aprovecha de dos avances notables: la aparición de la reacción en cadena de la polimerasa y más tarde, de las técnicas de secuenciación automática

Origen y desarrollo

Objetivo

El objetivo principal de la Biología sintética es el diseño e ingeniería de circuitos biológicos, equivalentes a los circuitos electrónicos de ordenadores y dispositivos parecidos, para lograr formas lógicas de control celular.

Fases del desarrollo

Fases de desarrollo

  • La primera fue la era de la Ingeniería Genética o la Biotecnología. Se alteró el de Escherichia coli para que produjera insulina, eritropoyetina y anticuerpos monoclonales, entre otros.
  • La segunda fase se aplicó a la elaboración y desarrollo de una genómica sintética asociada a la fabricación de nuevos fármacos y producción de biocombustibles y alimentos genéticamente modificados.
  • En la tercera fase, la actual, se pretende la síntesis completa de genomas, la creación incluso de especies enteramente nuevas.

Aplicaciones

La Biología sintética une a ingenieros y biólogos a la hora de diseñar y construir componentes biomoleculares, redes y vías metabólicas a partir de cero, utilizando estas construcciones para reprogramar organismos. Sus principales aplicaciones son::

Biomedicina

Biomedicina

La medicina será una de las áreas que más se beneficiará de los avances en esta nueva disciplina, en concreto las áreas sobre las que tendrá una mayor repercusión serán el desarrollo de nuevos fármacos, la terapia génica, la reparación y regeneración de tejidos y la reprogramación celular.

Fármacos

Un fármaco compuesto por una envuelta sintética que contiene una molécula que al detectar un indicador concreto, activa la liberación del fármaco. La administración de este tipo de fármacos ha de ser sencilla y sólo debe activarse cuando el paciente desarrolle la enfermedad.

Fármacos

Genómica personal

Genómica personalizada

Los fármacos del futuro estarán ajustados a las necesidades del paciente en su formulación, dosis, cinética de liberación, y patrón de glicosilación. También se entiende por la búsqueda del fármaco o combinación de fármacos existentes, dentro de los protocolos existentes o incluso al margen de ellos, que pueden ser más eficaces en un paciente concreto.

Terapia genética

Terapia genética

Consiste en el diseño y modificación de virus para transportar genes a tejidos concretos y conseguir la recombinación e integración de los mismos de forma eficiente en el genoma del paciente. Esta aplicación constituiría un gran empuje para la terapia génica, que, tras sus prometedores comienzos, no ha conseguido superar una de sus grandes barreras, la capacidad de llevar el transgén a la célula diana, sobre todo para el tratamiento del cáncer o de síndromes genéticos.

Reparación y regeneración de tejidos

Esta aplicación se basa en el diseño de sistemas moleculares formados por sensores capaces de reconocer la existencia de daños en determinados tejidos, unido a un grupo de enzimas capaces de reparar el daño.

Reparación y regeneración de tejidos

Rerogramación celular

Las células madre pueden ser modificadas de modo que adquieran nuevas propiedades y posteriormente sean introducidas en pacientes para, por ejemplo, revertir una patología. Esta terapia podría ser de utilidad en la reprogramación del sistema inmune con el objeto de combatir enfermedades infecciosas.

Reprogramación celular

Experimentos exitosos

Experimentos exitosos

  • La vacuna contra Leishmania.
  • Animales con el ADN modificado para ser flourescentes.
  • Modificación de la fauna microbiota y macrobiota.
  • Tratamiento de tumores.
  • Resistencia a antibióticos.
  • Empleo del uso de vectores plasmídicos.
  • Generación de antígenos de diseño mediante la síntesis de genes sintéticos
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