Las bacterias: potentes fábricas de insulina

7 noviembre, 2017
Gracias al desarrollo de técnicas de ingeniería genética molecular hemos puesto a las bacterias de nuestro lado, utilizándolas como biofactorías para la producción de sustancias con interés terapéutico. Es el caso de la insulina.

¿Bacterias produciendo algo que nos puede salvar la vida? Así es. Aunque se suele enseñar desde temprana edad que las bacterias son algo malo, que son las responsables de multitud de enfermedades potencialmente mortales, y, por ende, las responsables de gran parte de las epidemias del mundo. Gracias a la biotecnología, se ha encontrado la manera de apreciar a estos microorganismos desde una perspectiva positiva y de provecho.

El desarrollo de técnicas de ingeniería genética

El desarrollo de técnicas de ingeniería genética

La genética ha experimentado un vertiginoso avance desde mediados del siglo XX. A todos nos sonarán Watson, Crick y Franklin: los científicos que en el año 1953 descubrieron la estructura de doble hélice del ADN —y recibieron un premio Nobel por ello—. A raíz de este descubrimiento, y de muchos otros, nació la ciencia que se encarga de la manipulación del material genético, conocida como ingeniería genética molecular.

Esta ciencia es la que da lugar al ADN recombinante, que no es más que una nueva molécula que contiene material genético de distintos orígenes. La primera molécula de ADN recombinante fue construida en 1972 por Jackson, Simons y Berg, hito que les reportó el premio Nobel de Química en 1980.

Hoy en día, la ingeniería genética ha avanzado hasta tal punto que somos capaces de producir microorganismos modificados genéticamente para que produzcan la sustancia que nosotros deseamos. En este caso: insulina humana recombinante, una hormona que se utiliza para el tratamiento de la diabetes.

Ver también: ¿Qué es la Resistencia a la Insulina o Síndrome Metabólico?

Producción de insulina humana recombinante

Teóricamente, mediante el empleo de técnicas de ingeniería genética se puede extraer el gen responsable de la producción de una molécula de interés (en este caso el gen que codifica para la insulina) y, mediante técnicas de ingeniería genética, insertarlo en una bacteria. De este modo, la nueva bacteria recombinante producirá insulina de forma similar a como lo hacen los humanos.

¿Por qué se elige a las bacterias como productoras de moléculas de interés? o lo que es lo mismo: biofactorías. Esto es así principalmente por su elevada tasa de multiplicación y la cierta facilidad de su mantenimiento.

En otras palabras: estas biofactorías pueden producir una gran cantidad de insulina en poco tiempo. Sin embargo, pese a que, en teoría, el procedimiento parece bastante fácil, no es más que una visión muy simplista de la realidad. En la práctica surgen complicaciones —y no pocas—.

Complicaciones en la utilización de las bacterias como biofactorías

Complicaciones en la utilización de bacterias como biofactorías

En primer lugar, cada microorganismo posee una temperatura y condiciones óptimas de crecimiento. No todas son compatibles con la sustancia que se desea producir; por ello es necesario elegir al microorganismo productor en función de las características de la molécula de interés.

En segundo lugar, el problema no es la producción, podemos generar microorganismos modificados genéticamente que den lugar a casi cualquier molécula que sea el producto de un único gen. Sin embargo, debido a las diferencias en la síntesis y el procesamiento molecular entre organismos procariotas (las bacterias) y eucariotas (nuestras células), es posible que el proceso de producción no sea exactamente igual pese a que la secuencia codificante, es decir, el gen, sea el mismo. En consecuencia, la insulina producida en el microorganismo genéticamente modificado puede no ser funcional en el ser humano.

En tercer lugar, podemos tener el microorganismo idóneo para la producción de una determinada molécula y además haber comprobado que el producto generado mantiene su funcionalidad. Sin embargo, el problema surge a la hora de extraer y purificar la molécula de interés.

De interés: Las 9 bacterias peligrosas más dañinas para el ser humano

La complicada tarea de purificar sustancias

La complicada tarea de purificar sustancias

Las bacterias son cultivadas en grandes tanques llamados biorreactores. Estos biorreactores contienen todos los nutrientes necesarios para que el microorganismo se multiplique y comience a producir la sustancia de interés, la cual será excretada al medio.

A las pocas horas —o días, dependiendo del microorganismo utilizado— se obtendrá un medio que contiene bacterias vivas y muertas, productos de desecho y el producto de interés. Aquí es donde empieza la parte complicada. No solo se ha de ser capaz de separar unas sustancias de otras, sino que además, para que el producto pueda ser comercializado, ha de superar una serie de pruebas con el objetivo de cumplir los estándares de calidad oportunos.

Pese a las complicaciones, las bacterias ya constituyen potentes biofactorías, empleándose para la producción a escala industrial de insulina, factor de coagulación X de la sangre, multitud de antibióticos y un largo etcétera. De este modo, el desarrollo de técnicas de ingeniería genética ha supuesto una mejora sustancial de la calidad de vida de las personas que se benefician de la producción industrial de estas sustancias.

Alejandro Duarte

Biotecnólogo, divulgador y curioso por excelencia. Mi especialidad es la biomedicina molecular y dedico gran parte de mi tiempo a explicar a la gente lo que es, porque ¿por qué no?

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