Entre las ciencias teóricas y técnicas existe una relación dialéctica donde la teoría busca el conocimiento de las leyes generales de la naturaleza a partir del estudio detallado de numerosos fenómenos, y la técnica persigue el objetivo de convertir esos conocimientos en instrumentos prácticos, vinculados de forma directa o indirecta a la producción material.

Con la aparición de la revolución científico-técnica se ha formulado la tesis de la conversión de la ciencia en una fuerza productiva, aunque existe la relación inversa, ya que los avances tecnológicos contribuyen al desarrollo de la ciencia teórica con la fabricación de instrumentos cada vez más perfectos, que se utilizan en la profundización del conocimiento de la naturaleza, la sociedad y el pensamiento.

En este contexto emergen  la biotecnología y la ingeniería genética, cuyos avances en los últimos 40 años han permitido la inserción de los conocimientos de la biología en la práctica social. Debe destacarse que el desarrollo no ha sido igual en los diferentes países, predominando en los  más ricos y en grupo pequeño de empresas transnacionales.

Cuba con una voluntad política de avanzada, apoyada en su sistema socialista, ha logrado notables éxitos en esta tecnología, lo que la coloca a la altura de los países con más desarrollo en este campo.

Esta revisión bibliográfica persigue como objetivos destacar el papel socializador de la biotecnología y la ingeniería genética y los avances logrados por nuestro país en este campo.

DESARROLLO

Durante más de 300 años, la ciencia líder era la física, por su nivel cognoscitivo y sus implicaciones prácticas para el progreso social, papel adquirido en la actualidad por la biología. Debe destacarse que el binomio progreso social-desarrollo científico-técnico constituye un componente esencial del fenómeno social contemporáneo, manifestado por  un proceso de biologización de la cultura. Estamos a las puertas de una nueva sociedad sobre cuyas formas de vida influyen decisivamente cuestiones muy vinculadas a la problemática biológica, es  decir, el destino de la humanidad depende en grado cada vez mayor de los progresos que realizan las distintas ciencias de la vida.

Es inadmisible hablar de progreso social al margen del progreso científico-técnico y el progreso social es incomprensible fuera de los resultados alcanzados por las ciencias biológicas en general. Son muchas las direcciones a través de las cuales se hace posible el nexo entre la biología y el progreso social; ambas están vinculadas a los grandes problemas globales de la humanidad como el problema ecológico y la preservación del medio ambiente, el problema alimentario asociado a la producción agrícola mundial, el problema de la conservación del patrimonio genético y la lucha contra las enfermedades.

En  el decursar de los últimos 20 años, ha tenido lugar el surgimiento y desarrollo vertiginoso de una nueva dirección del conocimiento biológico, con  impacto sobre la sociedad y el progreso social: la tecnología de la ingeniería genética o tecnología del ADN. Esta rama del conocimiento tiene la peculiaridad de que su función social fundamental se pone de manifiesto en el proceso de producción material, en particular en el sector industrial desde donde se proyecta y materializa su vínculo con la sociedad.

Conceptualmente la ingeniería genética puede definirse como un sistema de procedimientos experimentales que permiten crear en el laboratorio determinantes genéticos artificiales a modo de los ADN recombinantes o híbridos. Sasson, 1987, la define como un conjunto de técnicas consistentes en aislar y transferir genes a células microbianas, animales o vegetales.

Las raíces cognoscitivas de tal tecnología pueden ubicarse en 1869 cuando Miescher  descubrió el ácido desoxirribonucleico (ADN), a los experimentos de Avery y al crucial  descubrimiento de la estructura del ADN por Watson y Click  en 1953. En 1973, los científicos de las universidades de Stanford y California, lanzaron al mundo esta novísima y poderosa técnica para manipular el material genético, era el principio de una era donde los científicos han podido franquear las barreras de lo naturalmente establecido por las leyes de la evolución para renovarlo o cambiarlo a su antojo. Esta tecnología ha sido posible gracias a la revolución científico-técnica y a los aportes de otras ramas del saber como la física y la química y a puesto de manifiesto el carácter relativo e histórico–concreto del conocimiento humano.

Dónde está el impacto social de la creación en un laboratorio de una molécula recombinante de ADN, que ni siquiera es visible a través de un microscopio. La clave está en el paso de la ingeniería genética a biotecnología, puesto que estos términos no son idénticos entre sí.

La biotecnología puede ser definida como la aplicación de procesos biológicos al sector industrial productivo con vistas a obtener bienes y servicios y a diferencia de la ingeniería genética tiene sus raíces en una amplia y fecunda tradición cultural, surgida en muchas de las civilizaciones antiguas como la producción de vinos y procesos fermentativos en general.

En la ingeniería genética es posible en principio cualquier combinación de fragmentos de ácidos nucleicos, independiente de su origen. Este ácido nucleico creado tiene como fin su introducción en una célula de un organismo vivo para lograr determinados efectos deseados por el hombre, que de forma natural y espontánea no ocurren en la naturaleza. Un ejemplo lo constituye la síntesis de insulina humana por una bacteria. De esta  manera surge la posibilidad  fascinante de trasladar este proceso de laboratorio a una fábrica o industria, con  lo cual un procedimiento biológico se convierte en un proceso industrial y la ingeniería genética en biotecnología.

El espectro de aplicación de la biotecnología es amplio y  sus perspectivas de desarrollo son incalculables. Los avances más significativos se observan en la esfera de la salud, con la producción  mediante diversas tecnologías, de antibióticos, vitaminas, enzimas, hormonas, vacunas, interferones, productos de la sangre, anticuerpos monoclonales, entre otros. Es importante destacar que la terapéutica actual de muchas de las enfermedades que atacan al hombre, tales como la hepatitis B, el cáncer y meningoencefalitis se basan en tecnologías de la ingeniería genética. En el futuro pudieran erradicarse diversas enfermedades no curables en la actualidad como las enfermedades moleculares, cuya incidencia e importancia para la salud se ha incrementado. Además en las esferas de las industrias agroalimentaria, agrícola, energética y química también encuentra su aplicación esta novedosa tecnología.

La utilización amplia de la biotecnología en las distintas esferas del proceso productivo-social, ha provocado una revolución en la industria y ha elevado los procesos biológicos a nivel de los procesos industriales, participando así esta ciencia de modo directo en el proceso productivo-social. Con esto, las funciones cognoscitivas de la biología se rebasan y se profundizan sus funciones íntimamente relacionadas con el progreso social, prevaleciendo la tesis marxista de la conversión de la ciencia en una fuerza productiva directa y de su nexo con el progreso social.

Papel de la  Biotecnología

La biotecnología es típicamente una ciencia de frontera. Las soluciones surgen de las áreas de contacto entre la medicina, la microbiología, la farmacología, la química, la electrónica entre otras. Avanza no sólo el que tenga más conocimiento, sino el que mejor los combina. Este  fenómeno de recombinación del conocimiento es una regularidad de la ciencia actual y es consecuencia de la velocidad con que se acumulan los conocimientos.

Se relaciona con dos transiciones: ciencia-tecnología y ciencia básica-ciencia aplicada. La primera transición es el momento en que la investigación científica adquiere poder predictivo sobre el desarrollo tecnológico. El valor de la investigación depende de su capacidad explicativa, predictiva o transformativa, las cuales no se dan simultáneamente. En la biotecnología la investigación científica se coloca por delante de la innovación tecnológica, exponiendo todo su valor predictivo y transformador, además de su capacidad explicativa. No hay desarrollo en esta rama sin investigación científica. La segunda transición es el momento en que la investigación en un campo específico madura y se convierte en un sistema estandarizado de paradigmas y métodos en dependencia del conocimiento de los individuos y del conocimiento y la experiencia incorporados en la estructura, sistema de relaciones y procedimientos operacionales que condicionan su desempeño. Este plano del conocimiento toma décadas en acumularse y no debe ser atribuido de forma individual a los científicos.

Polarización de la Biotecnología

El impacto social de la biotecnología no puede recibir igual tratamiento en países desarrollados y subdesarrollados. Uno de los rasgos esenciales del sistema científico-tecnológico internacional es la extrema polarización existente en torno al grado de su desarrollo. Por ejemplo, los países industrializados, donde vive menos del 20 % de la población mundial, invierten más del 80 % en investigación-desarrollo, publican la mayoría de los artículos cientifícos y generan más del 90 % de las patentes. El progreso de la biotecnología no escapa a tal regularidad. En cuanto las investigaciones fundamentales en la ingeniería genética permitieron imaginar sus aplicaciones industriales, sus perspectivas dentro de los procesos productivos a escala social, comenzaron a surgir a partir de 1976, en los principales países capitalistas desarrollados toda una serie de firmas comerciales y compañías dispuesta a utilizar la tecnología de la ingeniería genética en procesos productivos. Por ejemplo, ya en 1982, el capital de las 5 principales compañías ascendía a unos 500 millones de dólares. El capital se infiltraba vertiginosamente en la vida científica de países como los Estados Unidos, Francia, Suiza, Japón y los científicos se convertían en grandes accionistas y en poseedores de fuertes sumas de dinero, hecho que se ha incrementado en los últimos tiempos.

El desafío cubano.

La particular experiencia cubana tiene lugar en un momento de grandes problemas para la humanidad: la pobreza, la marginación, el crecimiento poblacional. las migraciones humanas, la urbanización incontrolada, el deterioro ambiental, la insuficiencia en la producción de alimentos, la violencia, la drogadicción, las enfermedades emergentes como el SIDA y re-emergentes como el cólera, que tienen una causa común la concentración de la riqueza, en la que el poderío económico, la creación científica, la participación en el comercio, la calidad de la vida y las posibilidades de comunicación han mantenido una tendencia concentrativa en el modo de producción capitalista.

La humanidad, un conjunto de colectividades, ha acumulado valores para revertir el proceso, pero necesita de respuestas colectivas, muy evidentes en los actuales movimientos sociales opuestos al neoliberalismo salvaje aplicado a nuestros pueblos.

Para cualquier obra colectiva hay que construir y reforzar un triángulo dado por: los recursos humanos, los recursos materiales y las formas de organización. Este es el reto enfrentado por la biotecnología cubana en los últimos 15 años.

Recursos humanos: Estuvieron disponibles, la inmensa obra educacional de la Revolución en las décadas de los 60 y 70, creó una base de profesionales, técnicos y trabajadores calificados, motivados y comprometidos con el proyecto social del que formaban parte. Cientos de científicos e ingenieros completaron su preparación en Cuba y en el exterior. El concepto enunciado e implementado por la Revolución desde sus primeros años, de que la educación y la salud no podían verse como consecuencia del desarrollo económico, sino como prerrequisito de éste, mostró  toda su potencialidad.

Recursos materiales: Se movilizaron mediante un esfuerzo inversionista aprovechando los últimos años de relaciones económicas con los países socialistas de Europa, esfuerzo que se mantuvo durante los primeros y peores años del período especial y que originó el polo Científico de la capital e instituciones en otras provincias. Este sistema ha garantizado su operatividad hasta alcanzar la rentabilidad económica, generando sus propios recursos y para el país.

Formas de organización: Ha sido la menos estudiada, pues existe una etapa inevitable de ensayo y error, de creación, evaluación y ajuste de procedimientos, cuya sistematización prematura puede congelar la innovación y fijar ideas no validadas por la vida real.

Antes del triunfo de la revolución el desarrollo de la biotecnología era casi nulo. En el siglo XIX se destacaron algunas figuras de la ciencia como Carlos Juan Finlay, Tomás Romay y Alvaro Reynoso. Durante la primera mitad del siglo XX no hubo un avance apreciable, sólo en las industrias tradicionales biotecnológicas.

Con el triunfo de la revolución en 1959, la ciencia cubana recibe un impulso definitivo. La condición de país subdesarrollado determina que el avance científico-técnico pueda adelantarse gracias a una intervención estatal determinante. Una sociedad que deseé desarrollar sus fuerzas productivas tiene que planificar y dirigir el desarrollo de la ciencia y la técnica.

La necesidad de desarrollar una ciencia nacional fue siempre uno de los objetivos centrales de la plataforma revolucionaria. En 1980, cuando el mundo desarrollado estaba descubriendo la “magia” de un ADN recombinante, Cuba se planteaba una estrategia de desarrollo hacia una biotecnología moderna. En 1981 se creó el Frente Biológico como un conglomerado de instituciones científicas, con los siguientes objetivos:

1- Desarrollo de productos farmacéuticos.
2- Desarrollo de nuevos productos para el consumo humano.
3- Colaborar en la solución de los problemas de la alimentación.
4- Producción de variedades de plantas resistentes a las enfermedades.

Se distinguen 3 etapas en la política de ciencia y tecnología en Cuba:

Ø Primera etapa: Promoción dirigida de la ciencia (1962-1976), caracterizada por la creación de instituciones y organismos rectores de la actividad científico-técnica.

Ø Segunda etapa: Dirección centralizada (1977-1989). Se asume un modelo de desarrollo científico, con un  modesto impacto en la práctica social.

Ø Tercera etapa: Cambios consecutivos al derrumbe del campo socialista (1990-1995). Se caracteriza por la creación del Polo Científico, la potenciación del Forum de Ciencia y Técnica y el surgimiento del Sindicato de la Ciencia. Se estructuró  un sistema de innovación tecnológica, que a través de la coordinación de las leyes e instituciones, influyera en las unidades productivas.

En la década del 80 se comienza la creación de centros biotecnológicos en nuestro país, donde se destacan el Centro de Investigaciones Biológicas, el Centro de Ingeniería Genética y Biotecnología (CIGB), Centro de Producción de Animales de Laboratorio (CENPALAB), Centro Nacional de Biopreparados (BIOCEN), Centro de Inmunoensayo y el Centro de Inmunología Molecular (CIM). Otros centros fueron remodelados como el Instituto de Medicina Tropical Pedro Kourí (IPK) y el Instituto Finlay.

La biotecnología se extendió a las provincias del país con la inauguración del Centro de Ingeniería Genética y Biotecnología de Camaguey y el Centro de Biotecnología de las Plantas de la Universidad Central de Villa Clara. Otras instituciones de importancia se crearon en Ciego de Avila, Sancti Spiritus y Santiago de Cuba. En 1991 se crea el Grupo Provincial de Biotecnología en Holguín, dirigido por la Delegación de la Academia de Ciencias de Cuba, entre cuyos objetivos están la micropropagación acelerada de variedades de plantas como la piña y el plátano, la obtención de anticuerpos monoclonales y policlonales y de biopreparados para uso veterinario. En la última década del siglo XX, a pesar de la crisis económica, no se colapsó el sistema social por la aplicación de una política estatal compensatoria  para defender las conquistas sociales del país.

Aplicación de la biotecnología

Son muchos los campos donde la biotecnología tiene aplicación y Cuba se encuentra entre los países más avanzados en el mundo. Su uso abarca la agricultura, el medio ambiente, la salud e incluso las armas de destrucción masivas como la guerra bacteriológica. Actualmente existe un intenso debate ético sobre las aplicaciones de esta rama y especialmente de la ingeniería genética. El problema no radica en la tecnología sino en su utilización.

Desarrollo de vacunas

El incremento del conocimiento sobre la biotecnología y la ingeniería genética ha originado nuevos tipos de vacunación, como las vacunas de ADN, que han provocado una verdadera revolución en este campo.

Ø Vacunas recombinantes: El procedimiento general para la obtención de un producto recombinante consiste en el aislamiento de un gen, en particular que codifique para la expresión del antígeno deseado, su incorporación a un vector y su propagación en una célula hospedera adecuada. Un ejemplo lo constituye la vacuna contra la hepatitis B desarrollada en Cuba a partir del ADN viral; el antígeno obtenido del gen y clave para desarrollar la respuesta inmune se clonó en una levadura, utilizando como vector un plásmido, lo que permite que estos microorganismos recombinantes funcionen como verdaderas industrias biotecnológicas en la producción de grandes cantidades de la proteína deseada a un bajo costo. El resto del proceso consiste en la purificación de la proteína y su unión a sustancias estabilizadoras y adyuvantes para obtener el producto final empleado como vacuna.

Ø Vacunas conjugadas: Son aquellas en las que una proteína transportadora se une a un polisacárido. En la práctica médica existen enfermedades infecciosas como las producidas por bacterias encapsuladas (neumococos y Haemophilus influenzae) que evaden la respuesta inmune del huésped a través de este determinante de patogenicidad. El desarrollo de vacunas contra los neumococos se ha visto limitado por la aparición de muchos serotipos capsulares antigénicamente diferentes, lo cual se ha resuelto parcialmente con la elaboración de vacunas polivalentes. Esto encontró respuesta en la unión covalente del polisacárido a una proteína recombinante obtenida por biotecnología y los polisacáridos se pueden purificar a partir de cultivos bacterianos o sintetizados en el laboratorio. Un ejemplo de proteínas transportadoras son las del toxoide tetánico y la proteína de la membrana externa del meningococo.

Ø Vacunas de ADN: La inoculación por diferentes vías del material genético puede inducir una respuesta inmune protectora contra los antígenos codificados. Para esto se utilizan plásmidos con el ADN de interés, que son inyectados en las células vivas y luego expresados. Se induce respuesta mediada por anticuerpos y por células. Por ejemplo, anticuerpos neutralizantes contra proteínas virales (hemaglutinina del virus de la influenza, gliproteína del virus de la rabia, proteína de la envoltura del VIH) y la inmunidad celular por linfocitos T citotóxicos y auxiliadores inducidos por plásmidos, que portan genes codificadores de antígenos de malaria y tuberculosis.

Ø Vacunas atenuadas genéticamente: Utilizando técnicas de biología molecular se han podido identificar genes de virulencia y que codifican determinantes de patogenicidad, los cuales se pueden delecionar o mutar en los agentes infecciosos, creando clones avirulentes, pero que mantienen su habilidad de estimular la respuesta inmune, como la vacuna contra el Vibrio cholerae y Salmonella typhi.

Ø Vacunas de subunidades: Los nuevos procedimientos de fermentación y purificación han permitido la producción de vacunas a partir de subunidades purificadas como los polisacáridos capsulares o subcomponentes proteicos purificados. Así tenemos la vacuna contra Neisseria meningitidis A y C y la vacuna contra la tos ferina, respectivamente.

En sentido general la biotecnología ha permitido el avance acelerado en la producción de vacunas más efectivas, menos reactogénicas y en las cantidades suficientes para su uso masivo. Se han priorizados el desarrollo de nuevos adyuvantes y mejores sistemas de administración de antígenos, con el objetivo de aumentar la potencia, lo que permite reducir el número de inoculaciones y la creación de vacunas orales que mejoren su estabilidad, evitando el sistema de refrigeración y que modulen la respuesta inmunitaria, para aumentar la inmunogenicidad. La microencapsulación de antígenos en liposomas permitirá que las vacunas se puedan administrar por vía oral.

El desarrollo de las vacunas por métodos biotecnológicos está vinculado a costosas inversiones y numerosos procedimientos legales para la protección de las formulaciones, los instrumentos y los procesos que provocan un incremento de los precios, en ocasiones prohibitivos para los países en vías de desarrollo y que pueden llevar los adelantos tecnológicos a buscar productos más baratos y sencillos obtenidos con tecnologías de bajo costo.

Resistencia antimicrobiana

La mayoría de los antimicrobianos disponibles han sido obtenidos empíricamente mediante la búsqueda de sustancias con actividad antibacteriana, procedentes de hongos y bacterias del ambiente. Las técnicas moleculares son útiles para dilucidar el mecanismo de acción de los antibióticos, determinar los medios de resistencia bacteriana y obtener derivados más eficaces Un ejemplo muy conocido es la resistencia a las penicilinas por beta-lactamasas, un alerta de la evolución constante de las bacterias para enfrentarse a los antibióticos, aún cuando se les ataca con los más sofisticados.
Interferones

Constituyen un componente humoral que forma parte de las defensas no específicas contra los virus. Estas sustancias solubles se descubrieron hace más de 40 años al constatarse que células infestadas por virus producían una proteína, que al reaccionar con células no infestadas las hacía resistentes a la infección viral. Existen tres tipos de interferones alfa, beta y gamma. Cuba produce interferones en el CIGB.

Cáncer

El descubrimiento de las bases moleculares de algunos tipos de cánceres solo ha sido posible aplicando la ingeniería genética. Así se han descubierto los oncogenes y los genes supresores tumorales, implicados directamente en la carcinogénesis, lo que abre líneas de investigación con resultados parciales en la actualidad y perspectivas alentadoras. También estos adelantos han permitido esclarecer el papel de determinados virus en los procesos malignos, que representan la segunda causa de muerte en el mundo y una onerosa carga para los servicios de salud.

Actualmente algunos productos cubanos son extremadamente promisorios para su distribución mundial. La calidad de nuestras producciones biotecnológicas ha interesado a firmas de países altamente desarrollados del Reino Unido, Japón y Francia. Entre esos productos se encuentran los siguientes:

Ø Vacuna contra la meningitis tipo B y C.
Ø Vacuna polivalente contra Haemophilus influenzae tipo b
Ø Vacuna recombinante contra la hepatitis B.
Ø Interferones como el alfa-interferón.
Ø Más de 100 tipos de anticuerpos monoclonales.
Ø Estreptoquinasa recombinante para el tratamiento del infarto de miocardio agudo (IMA).
Ø Enzimas de utilización industrial.
Ø Policosanol (PPG) para el tratamiento de las lipidemias aterógenas.
Ø Sistemas diagnósticos para diversas enfermedades como el SIDA-VIH y la lipoproteína (a).
Ø Factor de crecimiento epidérmico.
Ø Equipos médicos y programas de computación.
Ø Sistema Ultra- Micro Analítico (SUMA).
Ø Eritropoyetina recombinante humana para su utilización en pacientes con insuficiencia renal crónica.

El impacto de la biotecnología cubana no se limita a los enormes beneficios que reporta  a nuestro pueblo, sino a su proyección a otros países con limitados recursos económicos, que no pueden pagar los precios monopólicos de las grandes transnacionales, empeñadas en obtener ganancias y al ejemplo de lo mucho que se puede hacer a favor de las mayorías,  con limitados recursos en los países pobres, cuando se aplica una política científica correcta.

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

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DATOS DE AUTORES
Lic. Leonor Cruz Lage. Profesora Asistente Agentes Biológicos. Facultad de Ciencias Médicas de Holguín.
Dr. Pedro Enrique Miguel Soca. Profesor Instructor. Facultad de Ciencias Médicas de Holguín.
e-mail. soca @cristal.hlg.sld.cu