presentacion 1 introduccion a la biotecnologia - fbmc 1... · conceptos y técnicas de...
TRANSCRIPT
Conceptos y Técnicas de BiotecnologíaCurso 2010
Alejandro Mentaberry
Departamento de Fisiología, Biología Celular y Molecular
FCEN-UBA
Introducción
Conceptos generales
“Cualquier técnica que utilice organismos o parte de organismos para obtener o modificar productos, mejorar plantas o animales o desarrollar microorganismos para usos específicos”
(OTA, Congreso de Estados Unidos, 1984)
Una definición de biotecnología
“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”
Convenio sobre la Diversidad Biológica, Capítulo II , UNEP, 1992
La biotecnología tiene una larga historia...
Desarrollos agrícolas clave
Hitos en Biotecnología Leyes deMendel (ca. 1865)
Cultivoshíbridos
RevoluciónVerde (’60s)
Granjamolecular
Domesticación deplantas y animales
Pan, Queso ,Vino, Cerveza
Pasteur (ca. 1860 )Fermentación
Clonado génico (1974 )
Doble hélice(1953)
Escala de tiempo histórica (años)
Inve
stig
ació
n y
Des
arro
llo (
índi
ce r
elat
ivo)
AC DC
Animales y plantastransgénicos (’80s)
Principales etapas en el desarrollo de las biociencias
1865: Mendel describe las leyes de la herencia genét ica
1915: Morgan ubica los genes en los cromosomas
1940: Delbruck inicia el estudio de la naturaleza fi sicoquímica de los genes
1944: Avery muestra que los genes están compuestos p or ADN
1953: Watson y Crick describen la estructura del ADN
1953-1966: Dilucidación del código genético
1966: Jacob y Monod describen los mecanismos de trad ucción de proteínas
1970: Smith, Wilcox y Kelly describen las enzimas de restricción
1973: Boyer y Cohen introducen el primer gen en Escherichia coli
1983: Primera planta transgénica
1982: Primer animal transgénico
1995: Se completa la secuencia del genoma de Haemophilus influenzae
2000: Se descifra el genoma de Arabidopsis thaliana
2003: Se completa la secuencia del genoma humano
La biología molecular: una revolución en las ciencias de la vida
La revolución desarrollada en la biología implica el pasaje de una ciencia descriptiva
a una visión mecanística de la naturaleza; de una ciencia “blanda” a una ciencia “dura”
•• Comprensión de los fenómenos de la vida e intervenc ión activa sobre . ellos
• Cambio en la relación entre el hombre y los seres v ivos (vida “natural”. y vida “artificial”)
• Aparición de nuevos problemas éticos y de responsab ilidad social de . los investigadores involucrados en este área
DisciplinasDisciplinasDisciplinasDisciplinas, , , , tecnologías tecnologías tecnologías tecnologías y y y y campos campos campos campos de de de de aplicaciónaplicaciónaplicaciónaplicación::::
BIOCIENCIAS BIOTECNOLOGIAS INDUSTRIAS (investigación (I+D; producción) (mercados ) básica)
Genética Ingeniería genética Salud Enzimología Ingeniería de enzimas Alimentos Bioquímica Tecnologías de separación Química Microbiología y purificación Agricultura Inmunología Fermentación industrial EnergíaBiología molecular Ingeniería inmunológica Medio ambiente Cultivos celulares Minería
Un nuevo paradigma tecnológico
La biotecnología es un campo interdisciplinario que involucra múltiples competencias
• Incremento de la eficacia productiva de microorganismos, . animales y plantas
• “Desmaterialización” de la producción
• Descenso de los costos de producción
• Pasaje de una industria de productos a una de procesos
• Desarrollo de nuevos productos y nichos productivos
• Nuevas vinculaciones entre distintos campos económicos
Un nuevo paradigma tecnológico
Desarrollo de nuevas relaciones entre la ciencia y la tecnología:
- La frontera entre la investigación básica y aplicada .. se vuelve cada vez más difusa (“problem driven science”).
- El progreso de creación de conocimiento básico . .pierde autonomía ante las prioridades económicas.
- Surge la industria “instrumental”; el desarrollo de la . tecnología condiciona la evolución de la investigación . (casos de la genómica, proteómica y metabolómica).
Un nuevo paradigma tecnológico
• Rasgos característicos de la biotecnología:
- Transversalidad:Rasgo derivado de la universalidad del código genético.
Las técnicas de investigación utilizadas en los distintos sistemas . biológicos son esencialmente las mismas.
Esta característica favorece estrategias de racimo tecnológico sobre . distintos sectores de aplicación.
- Combinatoriedad:La ingeniería genética no es suficiente para lograr una innovación
. comercial. Se requieren otras competencias técnicas para que un
. producto sea posible (por ejemplo, industria de semillas y combustibles). Esta característica promueve estrategias de alianza o cooperación
. con otras empresas que posean las competencias requeridas.
- Complementaridad:Se requiere la participación de los saberes tradicionales que para
. una apreciación clara de los problemas del campo de aplicación.Esta característica asigna un rol importante a los profesiones tradicionales (ejemplos, mejoradores genéticos, farmacólogos).Esta característica promueve la integración de conocimientos
. y constitución de equipos multidisciplinarios.
Características de las nuevas biotecnologías
Etapas de desarrollo de la biotecnología moderna
Biotecnología: la etapa de gestación
• La biotecnología surge en el entorno norteamericano a mediados de . los años 70.
- Posición dominante en biociencias en el período de posguerra- Modelo de desarrollo de la informática (el “garage californiano”)- Presencia de abundante capital de riesgo
• El modelo inicial es el de las nuevas empresas de b iotecnología . NEB), organizadas alrededor de un idea novedosa con la . participación de investigadores universitarios y ca pital de riesgo
• El objetivo inicial de las NEB es multiplicar su ca pital inicial por . el ingreso en el mercado bursátil y el establecimie nto de acuerdos . con las grandes corporaciones para poder superar el período de . desarrollo inicial e ingresar al mercado.
• Genentech, creada por Herbert Boyer, se convierte e n el caso . paradigmático de estas nuevas compañías
Biotecnología: la etapa de gestación
La creación de las NEBs en Estados Unidos
EjemplosAño decreación
Número deempresas
1970-75 5 Cetus, Bioreponse 1976 3 Genentech 1977 3 Genex1978 3 Biogen, Hybritech, Collaborative Research 1979 4 Molecular Genetics, Monoclonal Antibodies1980 26 Calgene1981 43 Genetic Systems1982 221983 31984 3
La etapa de emergencia : Estados Unidos
• Extensa base de recursos humanos en biociencias
• Abundante disponibilidad de capital de riesgo
• Fuerte financiación pública del sector académico y . universitario
• Universidades fuertemente vinculadas al sector productivo
• Ausencia de objetivos tecnológicos localizados
• Enfasis en el contexto económico favorable a la innovación
• Asociaciones entre corporaciones y las NEBs
• Desarrollo de iniciativas científicas estratégicas: . el Genoma Humano
La etapa de emergencia : Comunidad Europea
• Definiciones tardías; dificultades para armonizar políticas . de promoción
• Cultura de innovación relativamente pobre.
• Desinterés del sector académico; vinculación dificultosa . con el sector privado
• Excepto el Reino Unido, escasa o nula creación de NEBs
• Políticas dirigidas a sectores tecnológicos definidos
• Rol preponderante de empresas del sector farmacéutico
• Planes comunitarios; el programa Eureka
• Creación de parques y polos tecnológicos para incentivar . la innovación tecnológica
• Dificultades con la percepción pública de la tecnología
La etapa de emergencia: Japón
• Políticas dirigidas a estimular la innovación
• Base pobre de recursos humanos
• Estímulo estatal a la interacción entre grandes institutos . de investigación y grandes corporaciones
• Programas de investigación aplicada dirigidos a objetivos . determinados
• Programas de colaboración internacional: el proyecto . Human Frontiers
• Adquisición tecnológica a través de asociaciones con . NEBs americanas o europeas
• Fuerte involucramiento de la industria agroalimentaria y . farmacéutica (fermentación industrial)
• Comercialización mediante implantación externa
Biotecnología en China e India
- Formación masiva de recursos humanos en el exterior
- Fuerte inversión en programas agroalimentarios y de salud
- Promoción de Centros Internacionales de Investigación y de Polos Tecnológicos
- Participación en iniciativas estratégicas (Genoma de Arroz)
- Desarrollo de programas aplicados dirigidos a campos prioritarios
- Política ambivalente en temas regulatorios
Fármacos biotecnológicos (1996-2005)
39 4557 60
7284 94
107 115127
0
50
100
150
200
1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005
Año
Fár
mac
os b
iote
cnol
ógic
os
apro
bado
s (a
cum
ulat
ivo
de E
EU
U)
La etapa de maduración: la biotecnología tiene un peso creciente en la producción de la industria farmacéutica
Ingresos de la industria biotecnológica (EEUU, 1996-2004)
15 18 2029 32
39 43 4860
n/a0
20
40
60
80
100
1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005
Año
Ingr
esos
(U$S
mill
ones
x 1
000)
Negocios biotecnológicos (1996-2005)
110 109149
312
441382
224
342400
487
0
100
200
300
400
500
600
1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005
Año
Cap
italiz
ació
n de
l m
erca
do b
iote
cnol
ógic
o(U
$S m
illon
es x
100
0)
La etapa de maduración: desarrollo creciente de los negocios biotecnológicos
Cultivos transgénicos (1996-2005)
6 5
912 13 13
1618 17
21
0
5
10
15
20
25
1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005
Año
Paí
ses
que
crec
en c
ultiv
os
trans
géni
cos
428
7099 109
130 145167
200222
0
50
100
150
200
250
300
1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005
Año
Cul
tivos
pla
ntad
os a
niv
el
mun
dial
(m
illon
es d
e ac
res)
La etapa de maduración: impacto de los cultivos transgénicos en la agricultura mundial
Aplicaciones comerciales
1996Fragmento Fab murino contra CEA Immunomedics Anticuer po Monoclonal murino contra PSMA CytogenPlasminógeno tisular recombinante Johnson & JohnsonMaíz transgénico Bayer AG Interferón beta-1a recombinante Biogen IDEC Factor de crecimiento eritropoyético recombinante Am gem/Immunex
1997Anticuerpo monoclonal contra el receptor IL-2 Hoffma n-La Roche Anticuerpo monoclonal contra el receptor CD20 Biogen IDEC Fragmento Fabcontra la glicoproteína Iib/IIIa CentocorInterleucina 11 recombinante Wyeth/Genetics InstituteCondrocitos autólogos cultivados GenzymeSoja con alto nivel de ácido oleico DuPont/Pionner
1998Oligonucleótidos fosforotionato antisentido Isis Pharma ceuticalsAnticuerpo monoclonal contra HER GenentechClaveles de senescencia retardada Nufarm Ltd./Florige neAnticuerpo monoclonal contra TNF CentocorHormona estimulante de la tiroides recombinante Genz ymeAnticuerpo monoclonal contra RSV MedImmune
Productos biotecnológicos que han llegado al mercado
1999Proteína de fusión antagonista de TNF AmgenFusión interleucina 2-toxina diftérica recombinante L igand PharmaceuticalsFactor sanguíneo VIIa recombinante ZymogeneticsMaíz tolerante a herbicidas Bayer AG Centeno resistente a sulfonilurea University of Saskat chewan
2000Anticuerpo monoclonal humanizado contra CD33 UCB/Cel ltech PharmaceuticalsPlasminógeno tisular recombinante GenentechFactor sanguíneo VIII recombinante Genetics InstituteInterferón gamma 1b recombinante InterMuneArroz tolerante a fosfinotricina Bayer AG/Aventis Crop ScienceSustituto vivo de piel Organogenesis
2001Anticuerpo monoclonal contra CD53 Genzyme/Ilex Oncol ogyInsulina de corta acción recombinante NovodiskPrimer interferón alfa 2b pegilado ScheringAntagonista del receptor de interleucina 1 AmgenFactor de crecimiento eritropoyético recombinante Am gen
Productos biotecnológicos que han llegado al mercado
2002Test de deteccción FISH para el gen her2 GenentechAnticuerpo monoclonal contra TNF alfa Abbot Laborator iesFactor de hematopoyético pegilado recombinante AmgenInterferón alfa 2a pegilado recombinante Hoffman-La R ocheTabaco de baja nicotina Vector Group/Vector TobaccoAnticuerpo monoclonal contra receptor GD20 IDEC Phar maceuticals
2003Césped tolerante a glifosato Scotts Co/ Scotts SeedsGalactosidasa alfa recombinante GenzymeVacuna viva atenuada contra la influenza MedImmune/ AvironAdenovirustipo 5 recombinante portador del gen p53 Shenzhen SiBiomo/ GenentechAnticuerpo monoclonal contra IgE Tanox Biosystems /Gen entechAnticuerpo monoclonal contra CD11 Xoma / Genentech
2004Tripsina bovina recombinante producida en plantas Pr odigeneAnticuerpo monoclonal contra VEGF GenentechAnticuerpo monoclonal contra el receptor de EGF Imcl oneMicroarreglo para genotipeado de citocromo p450 Affymet rix/ Roche DiagnosticAdaptámero pegilado anti-VEGF Gilead Sciences/ NextarFa ctorde crecimiento de queratinocitos recombinante Amgen
Productos biotecnológicos que han llegado al mercado
2005Variante de N-acetilgalactosamina 4 sulfatasa Biomari n PharmaceuticalsAnálogo funcional del péptido 1 de tipo glucagón Amy lin PharmaceuticalsFactor de crecimiento de tipo insulina recombinante Tercica/ GenentechComplejo proteica del factor de crecimiento 1 InsmedAnálogo sintético de amilina Amylin PharmaceuticalsEndostatina recombinante modificada MedgennMaíz con alto contenido de lisina Monsanto
El futuro...Factor de transcripción SB-509 activador de VEGF San gamo BiosciencesArroz que produce pro-vitamina A Centro Intern acional del Arroz Anticuerpos monoclonales contra EGF Amgen/ AbgenixAnticuerpos monoclonales contra CTLA-4 MedarexsiRNA de interferencia del receptor 1 de VEGF Sirna Te herapeuticssiRNA de interferencia de VEGF Acuity
Biocombustibles, bioplásticos, intermediarios de fá rmacos y vitaminas, enzimas industriales, microorganismos industriales.
Productos biotecnológicos que han llegado al mercado
Campos de aplicación
Campos de aplicación: salud humana
• Antígenos vacunales
• Péptidos con actividad biológica
• Vacunas de nueva generación
• Anticuerpos terapéuticos
• siRNA de interferencia
• Tejidos “artificiales”
• Terapia génica
Campos de aplicación: salud humana
Test diagnósticos basados en:
• Anticuerpos monoclonales
• Reacción de PCR
• Microarreglos de DNA
• Salud animal- Vacunas- Reactivos diagnósticos
• Reproducción animal- Reproducción asistida- Sexado de semen- Clonado de distintas especies
• Mejoramiento asistido y mapeo genómico- Calidad de carne, lana, etc.
• Transgénesis- Mejoramiento de calidad- Molecular farming
Campos de aplicación: producción animal
• Caracteres cuantitativos- Resistencia a enfermedades, pestes y malezas -- Tolerancia a sequía, salinidad y temperatura
• Caracteres cualitativos- Cambios en la composición y el valor nutricional- Cambios en el desarrollo, la morfogénesis y la
arquitectura de las plantas
Campos de aplicación: producción vegetal
controles transgénicas
Plantas transgénicas de papa resistentes a bacterias
Ingeniería genética:
Mejoramiento asistido:
- Incremento de los rendimientos- Mejoramiento de calidad- Adaptación a distintos agroecosistemas
Campos de aplicación: especies forestales
• Mejoramiento de especies tradicionales
- Métodos de propagación masiva
- Calidad de madera
- Velocidad de crecimiento
- Arquitectura del árbol
• Mejoramiento de especies autóctonas
- Métodos de propagación masiva
- Desarrollo de huertos clonales
- Mapeo y mejoramiento de caracteres
Campos de aplicación: acuicultura y recursos marinos
• Cultivos a mar abierto- Reproducción de peces, crustáceos
y moluscos- Algas marinas
• Cultivos de agua dulce- Reproducción de especies nativas
y exóticas
• Salud animal- Vacunas y reactivos diagnósticos
• Transgénesis y mejoramiento asistido- Velocidad de crecimiento- Caracteres de calidad
Campos de aplicación: industria alimentaria
• Fortalecimiento nutricional
- Modificaciones en la composición de aminoácidos, ácidos grasos e hidratos de carbono
- Producción y superproducción de vitaminas
- Mejoramiento de la digestibilidad de los alimentos
- Enriquecimiento en disponibilidad de micronutrientes
- Enriquecimiento en metabolitos secundarios “saludables“
- Eliminación de tóxicos, alérgenos y antimetabolitos
NT T
• Desarrollo de procesos industriales
- Producción o eliminación de enzimas en la materia prima
- Control de los procesos de maduración y oxidación en frutos y hortalizas
- Producción de enzimas, colorantes, saborizantes y edulcorantes
- Producción de ingredientes y probióticos
Campos de aplicación: industria alimentaria
Proteasa Nutrición levaduraProteasa Queso, formulas infantiles, gustosLipasa Gusto de quesosLactasa Conversión lactosaPectin metilesterasa Productos basados en frutasPectinasa Productos basados en frutas
Alimentos
Transglutaminasa Modificación de la viscosidadAmilasa Ajuste de harina, ablandado del panXilanasa Condicionamiento de la masaLipasa Estabilidad de la masaFosfolipasa Estabilidad de la masaGlucosa oxidasa Fortaleza de la masaLipo-oxigenasa Fortaleza de la masa, blanqueamiento del
panProteasa Galletitas
Panadería
Transglutaminasa Fortaleza de la masaFitasa Liberación de fósforoXilanasa Digestibilidad
Alimento animal
ß-glucanasa DigestibilidadPectinasa De-pectinización, clarificación de jugosAmilasa Tratamiento de jugos, cerveza de bajas
caloríasß-glucanasa Degradación de tejido vegetalAcetolactato decarboxilasa Maduración cerveza
Bebidas
Lacasa Clarificación de jugos, gusto (cerveza)Celulasa Terminación de jeans, suavizado del
algodónAmilasa Reducción de tallePectato liasa Eliminación de depósitos en las fibrasCatalasa Terminación de blanqueadoLacasa Blanqueado
Textiles
Proteasa Nutrición levaduraProteasa Queso, formulas infantiles, gustosLipasa Gusto de quesosLactasa Conversión lactosaPectin metilesterasa Productos basados en frutasPectinasa Productos basados en frutas
Alimentos
Transglutaminasa Modificación de la viscosidadAmilasa Ajuste de harina, ablandado del panXilanasa Condicionamiento de la masaLipasa Estabilidad de la masaFosfolipasa Estabilidad de la masaGlucosa oxidasa Fortaleza de la masaLipo-oxigenasa Fortaleza de la masa, blanqueamiento del
panProteasa Galletitas
Panadería
Transglutaminasa Fortaleza de la masaFitasa Liberación de fósforoXilanasa Digestibilidad
Alimento animal
ß-glucanasa DigestibilidadPectinasa De-pectinización, clarificación de jugosAmilasa Tratamiento de jugos, cerveza de bajas
caloríasß-glucanasa Degradación de tejido vegetalAcetolactato decarboxilasa Maduración cerveza
Bebidas
Lacasa Clarificación de jugos, gusto (cerveza)Celulasa Terminación de jeans, suavizado delTextiles
Campos de aplicación: industria alimentaria
Algunas enzimas utilizadas en alimentación humana
Lacasa BlanqueadoPeroxidasa Eliminación del exceso de coloranteLipasa Control de formación de pitch y
contaminantesProteasa Degradación de la biocapaAmilasa Cubrimiento de almidón, retirado de la tinta,
mejoramiento de desagüesXilanasa Blanqueado de pulpa
Papel y pulpa
Lacasa Blanqueado de pulpa
Lacasa Clarificación de jugos, gusto (cerveza)Celulasa Terminación de jeans, suavizado del
algodónAmilasa Reducción de tallePectato liasa Eliminación de depósitos en las fibrasCatalasa Terminación de blanqueadoLacasa Blanqueado
Textiles
Peroxidasa Eliminación del exceso de coloranteLipasa Control de formación de pitch y
contaminantesProteasa Degradación de la biocapaAmilasa Cubrimiento de almidón, retirado de la tinta,
mejoramiento de desagüesXilanasa Blanqueado de pulpa
Papel y pulpa
Lacasa Blanqueado de pulpa
Producción de Tipo enzima AplicaciónProteasa Limpiar manchas proteicasAmilasa Limpiar manchas de almidónLipasa Limpiar manchas de grasaCelulasa Limpieza, clarificación de colores, anti-
redeposición
Detergentes
Mananasa Limpiar manchas de mananosAmilasa Licuefacción de almidón y sacarificaciónAmiloglucosidasa SacarificaciónPululanasa SacarificaciónGlucosa isomerasa Conversión glucosa a fructosaCiclodextrina-glicosiltransferasa
Producción de ciclodextrina
Xilanasa Reducción de la viscosidad
Almidón ycombustibles
Proteasa Nutrición levadura
Producción de Tipo enzima AplicaciónProteasa Limpiar manchas proteicasAmilasa Limpiar manchas de almidónLipasa Limpiar manchas de grasaCelulasa Limpieza, clarificación de colores, anti-
redeposición
Detergentes
Mananasa Limpiar manchas de mananosAmilasa Licuefacción de almidón y sacarificaciónAmiloglucosidasa SacarificaciónPululanasa SacarificaciónGlucosa isomerasa Conversión glucosa a fructosaCiclodextrina-glicosiltransferasa
Producción de ciclodextrina
Xilanasa Reducción de la viscosidad
Almidón ycombustibles
Proteasa Nutrición levadura
Algunas enzimas utilizadas en sectores industrialesCampos de aplicación: sectores industriales
VENTAS MUNDIALES DE ENZIMAS INDUSTRIALES (U$S millo nes)Año Tasa media de
crecimiento anual
Sector 1997 1998 2002 97-02Alimentos y alimentaciónanimal
705,0 729,7 833,1 3,5
Detergentes ylimpiadores
475,2 498,0 600,9 4,8
Textiles, cuero, pieles 161,0 164,2 182,7 2,0Pulpa y papel 97,6 104,3 136,0 6,9Químicos 59,2 60,8 67,6 2,7Total 1498 1557 1820 4,0
Campos de aplicación: sectores industriales
Campos de aplicación: biocombustibles y polímeros
• Alconafta
• Biodiesel
• Biogás
• Plásticos biodegradables
• Hilos y sedas
Inversiones y alianzas biotecnológicas
País
U$S
mill
ones
% d
e R
+D e
nbi
otec
nolo
gía
refe
rido
ala
inve
rsió
n to
tal e
n R
+D
Estado
s Unid
os
Aleman
iaFra
nciaCan
adá
Dinamar
c aCore
aSuizaIsr
aelIta
lia
China,
Shan gai
Austra
liaEsp
aña
Nueva
Zela
ndaFinl
a ndiaSud
áfrica
Islan
diaNor
uega
Reino
Unido
Polonia
PaísInversión privada en R+D enbiotecnología (U$S millones)
Porcentaje de la inversióntotal de negocios en R+D
Inversión privada en R+D en biotecnología de los países de la OECD
Islandia, Dinamarca y Nueva Zelanda invierten entre un cuarto y la mitad de su inversión privada en R+D en el campo de las b iotecnologías
Canad
á
Dinamar
ca
Corea
Suecia
Españ
a
Nueva Z
eland
a
Finlan
dia
Islan
dia
Norue
ga
Reino U
nido
U$S
mill
ones
Inve
rsió
n pú
blic
a en
biot
ecno
logí
a co
mo
porc
enta
je d
el to
tal
Inversión pública enR+D en biotecnología
Inversión pública en R+D enbiotecnología como % del total
Inversión pública internacional en R+D en biotecnología
Nueva Zelanda, Corea y Canadá son los paí ses que dedican el mayor porcentaje de su presupuesto de R+D a la b iotecnología
Año
(U$S
mill
ones
x 1
000)
(Núm
ero
de a
cuer
dos)
Valor total de los acuerdosNúmero de acuerdos
Investigación biofarmacéutica y alianzas por productos
Los datos de Winhover reportan U$S 12.000 millones e n acuerdos biofarmacéuticos; Burrill reporta U$S 17. 000. Winhover incluye cualquier acuerdo que involucre una compañía de biotecnología; Burrill incluye todos lo s productos potenciales y se concentra en la inversió n en investigación de las compañías de biotecnologí a
Número de acuerdos
En mercado
Aprobados
Presentados paraaprobación
Fase 3
Fase 2
Fase 1
Pre-clínicos
Descubrimiento
Fuente: Windhover, Burril & Company
Acuerdos por etapas de avance en el desarrollo tecnológico
Los acuerdos alrededor de etapas tardías y de descu brimiento declinaron en 2005, en las demás categorías se mantuvieron consta ntes o se incrementaron
Participación de las 20 primeras compañías farmacéuticas en los acuerdos totales de R+D
Fuente: Windhover, Burril & Company, Nature Biotech nology
Valor de los acuerdos
20 a
cuer
dos
“top
”ent
refa
rmac
eútic
as y
bio
tecn
ológ
icas
com
o po
rcen
taje
del
tota
l
Número de acuerdosAño
Acu
erdo
s en
tre
las
20
farm
aceú
ticas
“top
”yco
mpa
ñías
bio
tecn
ológ
icas
co
mo
% d
el to
tal
Los tres últimos años muestran un acentuado declive en la participación de las grandes compañías farmacéuticas en acuerdos de R+D biotecnológica
Biotecnología en la era post-genómica
Una revolución en la revolución: el advenimiento de la high throughput science
• Los campos paradigmáticos de esta tendencia son . la genómica, la transcriptómica, la proteómica. y la metabolómica
• La adquisición de datos en gran escala genera . organizaciones con alto grado de automatización . y especialización del trabajo
• La clasificación y procesamiento de la información . requiere fuertes capacidades en bioinformática
• Se están generando nuevos esquemas interpretativos . que intentan comprender a los organismos como . sistemas o redes de subsistemas; esto implica una . profunda renovación conceptual y el desarrollo de . nuevos métodos experimentales
Arriba: microarreglo de DNA; abajo: pirosecuenciador de DNA
La biología de sistemas se propone comprender el funcionamiento de los organismos a partir del conjunto de sus componentes
Mapa de interacciones proteína-proteína del gusano Caenorhabditis
elegans o “interactoma”. El mapa vincula 2.808 proteínas (nodos) y
5.460 interacciones (líneas)
La “high througput science” está cambiando la organización tradicional de la investigación biológica
• Plataformas dedicadas
• Instrumental costoso
• Capacidad bioinformática
• Diversidad de competencias
• Trabajo multidisciplinario
• Financiamiento estratégico
Subsidios para biociencias Subsidios para biocienciascomo % del total de lossubsidios federales
Fuente: National Science Foundation
Año
Por
cent
aje
del
tota
l de
subs
idio
s fe
dera
les
U$S
mill
ones
x 1
000
Presupuesto federal en biociencias de Estados Unidos
Las biociencias representan el 54% del presupuesto federal de R+D por tercer ano consecutivo
Biotecnología y propiedad intelectual
La patentabilidad tiene relevancia en biotecnología debido
al alto costo de la innovación, a la relativamente fácil imitabilidad
de las invenciones, y a la posibilidad de generar caminos alternativos
La propiedad intelectual es un tema crítico para la innovación biotecnológica
Temas del debate sobre patentes biotecnológicas
• Descubrimiento vs. invención
- Lo natural y lo no natural
• Grado de altura inventiva
- Nuevas aplicaciones de moléculas conocidas
- Altura inventiva: descripción y reproducibilidad
• Utilidad industrial
• La frontera entre investigación básica y aplicada e s difusa
• Confluencia de tecnologías genéricas y conocimiento s específicos
• Los conocimientos específicos pueden referirse a pr ocesos o productos
• Parte del conocimiento utilizado es de tipo “tácito ”
Existen problemas para definir qué es o no es patentable
¿Qué puede patentarse?
• Genes y construcciones genéticas • Vectores• Líneas celulares• Microorganismos • Secuencias genéticas• Animales • Plantas• Procesos de obtención
• Amplitud de la cobertura: por ejemplo, número de . cultivos protegidos
• Alcance “horizontal” sobre variedades y “vertical”. sobre el germoplasma público
• Genes de resistencia naturales
• Patentes versus derechos de obtentor
Temas del debate sobre patentes biotecnológicas
Propiedad intelectual en vegetales:
Ofensivas: presuponen desarrollo propio de I+D y fuerte inversión
Defensivas: presuponen estrategias imitativas o licenciamiento parcial
La mayor parte de los países no desarrollados apelaría a estrategias
defensivas por carecer de bases fuertes de I+D
Estrategias frente al patentamiento
Biotecnología y Bioética
La Etica es la parte de la filosofía que tiene por objeto la valoración moral de los actos humanos
La Bioética se ha fundado como una rama de la Etica destinada a examinar los problemas que plantea la acción del hombre sobre el mundo biológico
Pretende proveer elementos que permitan una discusión objetiva de los problemas derivadosde la biotecnología, independientemente de las concepciones religiosas particulares y de los intereses comerciales.
Las aplicaciones de la biotecnología plantean nuevos dilemas éticos que remarcan la responsabilidad social de los biólogos
• Inicialmente la Bioética se ocupó de la relación médico-paciente en el marco de las nuevas tecnologías
• La problemática tradicional se refiere a temas tales como la necesidad de consentimiento informado en la investigación clínica, el aborto y la eutanasia y la venta de órganos o tejidos.
• Más tarde, se incluyeron los problemas relacionados con los ecosistemas y la responsabilidad social
Las primeros temas que planteó la Bioética se relacionaban con problemas biomédicos
• Reproducción asistida• Diagnóstico prei-mplantatorio y selección de embriones• Terapia génica• Clonación de individuos• Células madre derivadas del embrión• Venta de órganos y tejidos• Modificación genética de plantas y animales • Conservación de la biodiversidad• Preservación de ecosistemas y medio ambiente• Patentabilidad de organismos vivos
El desarrollo de la biotecnología ha abierto nuevos temas de discusión en la agenda social
Biotecnología y desarrollo nacional
La biotecnología es una herramienta estratégica para el desarrollo de la Argentina
• Agricultura y ganadería
• Industria alimentaria
• Salud humana y animal
• Industria química
• Producción minera
• Recursos energéticos
• Recursos marinos y acuicultura
• Recursos forestales
• Remediación ambiental
Factores que favorecen la introducción de biotecnología en la economía argentina
• El sector agroalimentario representa un porcentaje preponderante de las exportaciones argentinas. La innovación tecnológica en este sector es crítica para mejorar la competitividad de la Argentina en el mercado mundial.
• Las industrias farmacéutica y de salud animal están considerablemente desarrolladas. Más del 40% del mercado interno es controlado por compañías de origen nacional.
• Argentina tiene una larga tradición de investigación en biociencias. Dispone de un considerable número de recursos humanos bien entrenados.
• Argentina es depositaria de un stock de biodiversidad muy importante. Los recursos genéticos están distribuidos a lo largo de regiones geográficas muy diversas.
SETCIP:
• Programa Nacional de Biotecnología (1982-1989)
• Programa Prioritario de Biotecnología (1992-1996)
• Programa de Biotecnología. Plan Nacional de Ciencia y Tecnología (1998-2000)
• Planes Nacionales de Ciencia y Tecnología (desde 20 02)
Iniciativas legislativas:
• Ley de Transferencia Tecnológica
• Ley de Ciencia y Tecnología
• Ley de Promoción de la Biotecnología (en reglamenta ción)
• Ley de Bioseguridad (en discusión)
Instrumentos de financiación:
• Agencia Nacional para la Promoción de la Ciencia y la Tecnología
• Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y T écnicas (CONICET)
• Centro Argentino-Brasileño de Biotecnología (CABBIO )
• Universidades Nacionales
Políticas públicas
¿Porqué la Argentina no ha podido desarrollar biotecnología propia?
• Ausencia de políticas sectoriales de largo . plazo
• Desconexión del sistema de ciencia . y tecnología
• Cultura científica academicista e individualista
• Cultura empresarial inmediatista y poco innovadora
• Escasa disponibilidad de capital de riesgo
• Desvalorización social del rol de la ciencia
• Incrementar los presupuestos de investigación y establecer . prioridades en forma sostenida en el tiempo.
• Incrementar el ritmo de formación de recursos humanos en . todos los campos relacionados con la biotecnología.
• Reorientar y coordinar la investigación en las grandes . instituciones (INTA, CONICET) para adaptarla a las . prioridades del país y al nivel de excelencia exigido.
• Implementar iniciativas estratégicas en investigación. .. Propender a la reunión de masas críticas.
• Promover los mecanismos de transferencia tecnológica, ajustar . la legislación referida a propiedad intelectual y formar recursos . expertos en estos campos.
Se requiere revertir la degradación del sector científico-tecnológico
• Desarrollo interfases de transferencia competentes entre el sector . Público y el sector privado.
• Fondos destinados al patentamiento y asesoramiento legal . adecuado.
• Estímulo al patentamiento surgido de alianzas público-público . y público-privadas.
• Creación de Depósitos de Microorganismos y de Autoridades . Nacionales de Depósito.
• Acceso y análisis de los bancos internacionales de patentes.
Requerimientos a encarar por el sector público
El desarrollo de una biotecnología propia requiere un papel más activo por parte del Estado
• Políticas y estrategias para el sector biotecnológico
• Incremento de la inversión en investigación básica
• Medidas de promoción para el desarrollo tecnológico
• Medidas para incentivar la demanda de innovación
• Convocatoria a los actores sociales y productivos
• Marcos jurídicos y regulatorios de calidad internacional
• Armonización de políticas con los países vecinos